Виробнича безпека

– риск, τ ^–1 ; R - ризик, τ ^-1;

– количество реализованных потенциальных опасностей за время t ; n - кількість реалізованих потенційних небезпек за час t;

– количество потенциальных опасностей, которые могли бы реализоваться за это же время; N - кількість потенційних небезпек, які могли б реалізуватися за цей же час;

τ - проміжок часу, за який розглядається реалізація потенційних небезпек, (рік, місяць, добу, годину, і т. п.).

Наприклад, ризик загибелі людей на виробництві протягом 2000 р в РФ склав:

= 4404/(29557046 ∙1) = 1,49 ∙10 ^-4 г ^-1 R = 4404 / (29557046 ∙ 1) = 1,49 ∙ 10 ^-4 г ^-1

де 4404 - кількість людей, загиблих при нещасних випадках на виробництві за 2000 р;

29557046 - кількість людей, що працюють на виробництві в РФ.

У визначенні ризику часто використовується величина збитку, заподіяного людиною, суспільству, підприємству і т.п. при реалізації потенційних небезпек, наприклад, за формулою:

(2)

– частота реализации опасности, t ^-1 ; де f - частота реалізації небезпеки, t ^-1;

– ущерб, нанесенный человеку, обществу, предприятию и т.п. Y - збиток, нанесений людині, суспільству, підприємству і т.п. (Наприклад, в балах або грошовому вираженні).

Використання ризику як кількісної міри небезпеки дозволяє об'єктивно порівнювати різні об'єкти за рівнями їх небезпеки, а також уникнути суб'єктивних помилок в оцінці різних небезпек. Так, наприклад, люди вкрай негативно реагують на події або нещасні випадки рідкісні, але з великим числом жертв, але абсолютно спокійно ставляться до подій більш частим з малою кількістю жертв.

У виробничій діяльності ризик можна визначити чотирма шляхами:

інженерний (розрахунок частот, ймовірностей, побудова графічних залежностей типу «дерево небезпек», «дерево відмов» тощо);

модельний (побудова моделей впливу небезпек на людину, професійну групу, суспільство тощо з отриманням відповідних відгуків);

експертний (оцінка ймовірності реалізації небезпек шляхом опитування фахівців (експертів) за певною системою);

соціологічний (оцінка ймовірності реалізації небезпек шляхом опитування всіх працюючих, в тому числі і неспеціалістів, включаючи населення).

Оскільки всі шляхи відображають різні сторони ризику, їх застосовують у сукупності.

Враховуючи прийняту вище аксіому про потенційну небезпеку будь-якої діяльності людини, можна зробити висновок, що нульовий ризик неможливий. У зв'язку з цим виникає питання - до якої ж величині ризику необхідно прагнути на виробництві? Паралельно напрошується і друге питання - скільки грошових коштів (витрат) необхідно витратити на забезпечення безпеки?

Для з'ясування цих питань побудуємо графік залежності ризику від витрат на його зміну:

Рис. 1. Залежність технічного, соціального і сумарного ризику від витрат на його зміну

R _T - Ризик технічний; R _C - Ризик соціальний; R _Σ - Ризик сумарний; R _min – максимальные затраты для обеспечения R _min - Мінімальний (допустимий) ризик; З _max - максимальні витрати для забезпечення R _min

Величина сумарного ризику включає в себе сукупний вплив на людину (суспільство) виробничих небезпек і соціальних факторів (величина заробітної плати, компенсації впливу небезпек, пільги тощо).

Завданням «ризик-аналізу» на будь-якому виробництві є виявлення мінімальних (допустимих) величин технічного ризику для різних небезпечних і шкідливих виробничих факторів (ОВПФ) і відповідних максимальних витрат для їх досягнення.

З урахуванням концепції прийнятного (допустимого) ризику їм можна керувати наступними шляхами з відповідним витрачанням коштів:

удосконалювання технічних систем (технологічні процеси, обладнання тощо);

підготовка персоналу (навчання, інструктаж, атестація тощо);

ліквідація деяких потенційних небезпек і попередження аварійних ситуацій (відмова від застосування токсичних і горючих речовин, виняток імпульсів займання, розробка планів ліквідації аварійних ситуацій (ПЛАС) та ін.)

Квантіфіцірованіе небезпек ризиком відкриває принципово нові можливості підвищення рівня виробничої безпеки. Так, до організаційних, адміністративних і технічних методів додаються економічні (страхування, грошова компенсація збитку, платежі за ризик та ін.)

3. Категоріювання і класифікація виробничих об'єктів як міра оцінки небезпеки

Класифікація та категоріювання виробничих об'єктів є одним їх орієнтувальних принципів забезпечення виробничої безпеки. Даний принцип полягає у розподілі виробничих об'єктів на класи та категорії залежно від якісних і кількісних характеристик небезпеки.

Принцип оцінки небезпек шляхом класифікації об'єктів дозволяє враховувати можливу реалізацію потенційних небезпек при проектуванні, будівництві, експлуатації, реконструкції, консервації та ліквідації виробничого об'єкта, тобто на всіх стадіях його життєвого циклу.

Класи та категорії виробничих об'єктів за видами небезпек закріплюються у нормативній документації, обов'язкової до виконання на всіх стадіях життєвого циклу об'єктів. Так як постійно змінюються технологічні процеси, обладнання, сировина, матеріали тощо, класи і категорії періодично переглядаються, як правило, не рідше одного разу на 5 років.

Нижче наведені приклади діючих нормативних документів РФ, в яких виробничі об'єкти поділяються на класи і категорії за видами небезпек.

Санітарно-захисні зони і санітарна класифікація підприємств, споруд та інших об'єктів (санітарно-епідеміологічні правила і нормативи СанПіН 2.2.1/2.1.1.1200-03). , II , III , IV , V ), при этом степень указанного воздействия уменьшается от I -го класса к V -му. Підприємства, групи підприємств, їх окремі будівлі та споруди (далі підприємства) з технологічними процесами, негативно впливають на довкілля й здоров'я людини, поділяються на 5 класів (I, II, III, IV, V), при цьому ступінь зазначеного впливу зменшується від I-го класу до V-го. -го класса – 1000 м; II -го – 500 м; III -го – 300 м; IV -го – 100 м; V -го – 50 м. Например: тепловые электростанции мощностью 600 МВт и выше, использующие в качестве топлива уголь и мазут, относятся к предприятиям I -го класса, а работающие на газовом и газомазутном топливе – ко II -му классу; угольные разрезы и горно-обогатительные фабрики относятся к предприятиям I -го класса, а производства по добыче угля подземным способом – к III -му классу; производства связанного азота (аммиака, азотной кислоты, азотно-туковых удобрений) и хлора электролитическим путём относятся к предприятиям I -го класса, а производства по переработке пластмасс – к IV -му классу. Для кожного класу підприємств встановлена ​​відповідна ширина санітарно-захисної зони (СЗЗ), яка відокремлює територію промислового майданчика від житлової забудови (селітебна територія), ландшафтно-рекреаційної зони, зони відпочинку, курорту і т. п. Відповідно до вимог зазначених СанПіН ширина санітарно -захисної зони становить: для підприємств I-го класу - 1000 м; II-го - 500 м; III-го - 300 м; IV-го - 100 м; V-го - 50 м. Наприклад: теплові електростанції потужністю 600 МВт і вище, що використовують як паливо вугілля і мазут, відносяться до підприємств I-го класу, а працюють на газовому та газомазутних паливі - до II-го класу; вугільні розрізи та гірничо-збагачувальні фабрики відносяться до підприємств I-го класу, а виробництва з видобутку вугілля підземним способом - до III-го класу; виробництва пов'язаного азоту (аміаку, азотної кислоти, азотно-тукових добрив) і хлору електролітичним шляхом відносяться до підприємств I-го класу, а виробництва з переробки пластмас - до IV-го класу.

Категоріювання приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою (норми державної протипожежної служби НПБ 105-03). Приміщення та будівлі виробничого та складського призначення за вибухопожежною та пожежною небезпекою залежно від кількості та пожежовибухонебезпечних властивостей знаходяться (обертаються) в них речовин і матеріалів з ​​урахуванням особливостей технологічних процесів розміщених у них виробництв поділяються на категорії А, Б, В1 ... В4, Г і Д. Ступінь пожежовибухонебезпечності зазначених об'єктів при цьому зменшується від категорії А до категорії Д. Категорії визначаються за методиками, викладеними в НПБ, з урахуванням розрахункових критеріїв вибухопожежної і пожежної небезпеки приміщень і будівель для найбільш несприятливих щодо пожежі і вибуху умов.

Категоріювання вибухонебезпечності технологічних блоків (загальні правила вибухобезпеки для вибухонебезпечних хімічних, нафтохімічних і нафтопереробних виробництв ПБ 09-540-03). , II , III . Технологічні блоки (апарати або група апаратів, які в заданий час можуть бути відключені від технологічної системи без небезпечних змін режиму, що призводять до розвитку аварії в суміжній апаратурі або системі) залежно від величини їхнього відносного енергетичного потенціалу поділяються на категорії I, II, III. к категории III . Ступінь вибухонебезпечності при цьому зменшується від категорії I до категорії III. Величина відносного енергетичного потенціалу технологічного блоку (показник ступеня і масштабів можливих руйнувань при вибуху парогазової середовища, що міститься в блоці, з утворенням ударної хвилі) розраховується за методиками, викладеним в ПБ.

Класифікація приміщень за небезпекою ураження людей електричним струмом (правила улаштування електроустановок ПУЕ). Усі виробничі приміщення залежно від наявності умов, що створюють небезпеку ураження людей електричним струмом, поділяються на класи: приміщення без підвищеної небезпеки (приміщення, в яких відсутні умови, що створюють підвищену або особливу небезпеку); приміщення з підвищеною небезпекою (приміщення, в яких є одне з таких умов, що створюють підвищену небезпеку: відносна вологість повітря тривало більше 75%; струмопровідна пил; струмопровідний підлогу; температура повітря тривало перевищує +35 ^о С; можливість одночасного дотику людини до яких з'єднання з землею металоконструкцій будинків, технологічним апаратам, механізмам і т. п., з одного боку, і до металевих корпусів електрообладнання - з іншого боку); особливо небезпечні приміщення (приміщення, в яких є одне з наступних умов, що створюють особливу небезпеку: відносна вологість повітря близька до 100%; хімічно активна або органічне середовище, руйнівне ізоляцію і струмоведучі частини електрообладнання; наявність одночасно двох і більше умов підвищеної небезпеки).

4. Виробничий травматизм і аварійність

4.1 Загальні поняття

Травма (від грец. Trauma - поранення, пошкодження) - порушення анатомічної цілісності чи фізіологічних функцій тканин і органів людини, викликане раптовим зовнішнім впливом.

У виробничих умовах травми є наслідком раптового впливу на працівника будь-якого небезпечного виробничого фактора при виконанні ним трудових обов'язків.

Ситуація, пов'язана з отриманням працівником травми, називається нещасним випадком.

Відповідно до виду впливу травми поділяють на механічні (забиті місця, рани, переломи тощо), теплові (опіки, обмороження, теплові удари), хімічні (хімічні опіки, гостре отруєння, задуха), електричні (всі види травм, зумовлені дією електричного струму), комбіновані та ін

У залежності від тяжкості наслідків травми поділяються на легкі (після одужання працездатність працівника відновлюється повністю), важкі (після одужання працездатність працівника відновлюється не повністю), смертельні.

Сукупність травм за певний проміжок часу на одному або групі виробничих об'єктів називається виробничим травматизмом.

Аварія (від італ. Avaria - пошкодження, збитки) - руйнівний вивільнення енергозапаси промислового підприємства, при якому сировина, проміжні продукти, продукція та відходи виробництва, встановлене на промисловому майданчику технологічне обладнання, залучаючись в аварійний процес, створюють вражаючі фактори для населення, персоналу, навколишнього природного середовища і самого підприємства.

Будь-який аварії на виробництві зазвичай передують один або кілька інцидентів.

Інцидент (від лат. Incidens - випадок, подія, непорозуміння, зіткнення) - відмова або пошкодження технічних пристроїв, застосовуваних на виробничому об'єкті, відхилення від технологічного регламенту параметрів, що протікають, порушення положень нормативних правових актів, а також нормативних технічних документів, що встановлюють правила ведення робіт на об'єкті.

Сукупність аварій за певний проміжок часу на одному або групі виробничих об'єктів називається виробничої аварійністю.

4.2 Основні причини виробничого травматизму і аварійності

Причини виробничого травматизму та аварійності можна розділити на 4 основні групи: організаційні, технічні, санітарно-гігієнічні; особистісні. Розглянемо кожну з груп причин окремо.

Організаційні причини: невідповідна умовам праці тривалість робочої зміни; відсутність або невідповідність трудовому ритму перерв у роботі; незадовільні навчання та атестація працівників за знаннями безпечних прийомів роботи та ін виробничих факторів; формальне проведення інструктажів працівників з питань виробничої безпеки, відсутність або незадовільний стан інформаційно- довідкового матеріалу про небезпечні та шкідливі виробничі фактори на робочих місцях; відсутність або незадовільний стан нормативної документації; відсутність планів ліквідації аварійних ситуацій; відсутність або порушення ергономічних вимог безпеки праці і ін

Технічні причини: незадовільний стан електрогосподарства; наявність відкритих рухомих частин технологічного обладнання; незадовільний стан захисних огороджень і екранів; відсутність або незадовільний стан запобіжних пристроїв і блокувань та ін

Санітарно-гігієнічні причини: наявність у повітрі робочої зони токсичних речовин і пилу з концентраціями вище ГДК; відхилення параметрів мікроклімату приміщень від допустимих значень; перевищення нормативних параметрів шуму, вібрації, неіонізуючих електромагнітних та іонізуючих випромінювань; незадовільний стан світлового клімату; перевищення нормативних показників важкості та напруженості трудового процесу; відсутність або незадовільний стан засобів індивідуального захисту; відсутність або незадовільний стан вентиляції приміщень та ін

Особистісні причини: професійна некомпетентність, відсутність досвіду роботи на даному робочому місці; емоційна нестійкість; слабка воля; низька здатність до самоврядування; неуважність; неуважність; низьке почуття відповідальності; недисциплінованість, схильність до афектних станів і ін

З метою встановлення причин виробничого травматизму і аварійності кожен нещасний випадок, аварія і інцидент на промислових підприємствах Росії обов'язково розслідуються. Розслідування нещасних випадків на виробництві проводиться у відповідності з вимогами, викладеними в Трудовому кодексі РФ (ст. 227 ... 231) і «Положенні про особливості розслідування нещасних випадків на виробництві в окремих галузях і організаціях». Технічне розслідування причин аварій та інцидентів проводиться відповідно до вимог, викладених у Федеральному законі «Про промислову безпеку небезпечних виробничих об'єктів» (№ 116-ФЗ) і «Положенні про порядок технічного розслідування причин аварій на небезпечних виробничих об'єктах» (РД 03-293 - 99).

4.3 Показники виробничого травматизму і аварійності

Рівень і динаміку виробничого травматизму і аварійності на конкретних виробничих об'єктах, в окремих галузях і в цілому по країні доцільно характеризувати кількісними показниками, що відображають різні сторони цих явищ. До теперішнього часу найбільш повно такі показники розроблено для виробничого травматизму, на прикладі яких ми і розглянемо дане питання.

Коефіцієнт частоти, що відображає середню кількість нещасних випадків, що припадає на 1000 працівників; визначається за формулою

(3)

де: Н - кількість нещасних випадків за певний період часу (місяць, квартал, рік); Р - середньооблікова кількість працівників на об'єкті в даний період.

Коефіцієнт тяжкості, що відображає середню кількість днів непрацездатності в результаті одного нещасного випадку; визначається за формулою

(4)

де Σ Д _Н - сумарне число днів непрацездатності за всіма нещасних випадків (Н) за даний період часу.

Коефіцієнт небезпеки виробництва, відображає число днів непрацездатності за всіма нещасних випадків, що припадає на 1000 працівників; визначається за формулою

(5)

Розглянуті показники є основними і визначаються на підставі статистичних матеріалів по виробничому травматизму (звіти підприємств за формою 7 - «травматизм», копії актів розслідування нещасних випадків за формою Н-1 та ін матеріали, представлені у Федеральну інспекцію праці, Держкомстат Росії, органи виконавчої влади).

4.4 Аналіз виробничого травматизму і аварійності

З метою попередження (профілактики) травматизму і аварійності необхідно проводити аналіз всіх випадків їх прояву. Основними вихідними матеріалами для аналізу є результати розслідування причин виробничих нещасних випадків, аварій та інцидентів. Для аналізу виробничого травматизму застосовуються такі основні методи: статистичний; груповий; топографічний; монографічний; імовірнісний та ін Нижче наводиться коротка характеристика суті зазначених методів.

Статистичний метод грунтується на аналізі статистичних матеріалів розслідування причин виробничого травматизму. У процесі аналізу визначаються показники травматизму (див. п. 6.3.) Та їх динаміка в часі. Результати аналізу представляються у вигляді таблиць, діаграм і графіків. Порівнюючи показники та динаміку травматизму різних виробничих об'єктів, можна робити висновки про пріоритетні напрямки профілактичної роботи по боротьбі з цим небезпечним явищем.

Різновидом статистичного методу є груповий і топографічний методи.

Груповий метод заснований на сортуванні нещасних випадків по групах однорідних ознак (часу травмування, віком, кваліфікації та спеціальності постраждалих і т. п.), що дозволяє виявити найбільш вузькі місця в організації робіт, стан умов праці на окремих робочих місцях, стан технологічного обладнання і ін фактори.

Топографічний метод передбачає систематичне нанесення умовними знаками місця події нещасних випадків на план розміщення аналізованого виробничого об'єкта. Скупчення таких знаків на певному місці характеризує його підвищену травмоопасность з відповідним пріоритетом профілактичних заходів.

Монографічний метод являє собою аналіз небезпечних і шкідливих виробничих факторів, властивих тому чи іншому (моно) виробничої ділянки, конкретного устаткування, технологічного процесу, технологічної операції і т. п. За цим методом поглиблено розглядаються всі обставини нещасного випадку. Такий же аналіз доцільно проводити на аналогічному виробництві інших підприємств. Крім встановлення причин відбулися нещасних випадків, цей метод можна застосовувати для виявлення потенційних небезпек як на досліджуваному об'єкті, так і на знову проектованому.

Імовірнісний метод. В основу методу покладено уявлення про травматизм як про випадковий явище. Для аналізу таких явищ доцільно застосовувати положення теорії ймовірностей. Багаторічна практика аналізу травматизму на промислових підприємствах показала, що травматизм підкоряється закону Пуассона, який застосовується для випадкових величин.

Однак травматизм, як випадковий процес, не слід розуміти як явище безпричинне, Незакономірні, не пов'язане з іншими явищами. Будь-який нещасний випадок, як і всяке інше явище, не буває без причин. Причинність - одна з форм загального закономірного зв'язку явищ. Прояв причин кожного нещасного випадку відбувається при дії безлічі випадкових факторів. У результаті при одних і тих же основних визначальні фактори нещасний випадок може відбутися або не відбутися, а в першому випадку ступінь тяжкості його може бути різною.

событие произойдет m раз, можно определить по уравнению При випадковому процесі, що підкоряється закону Пуассона, ймовірність того, що в розглянутий проміжок часу D t подія відбудеться m раз, можна визначити за рівнянням

(6)

а ймовірність того, що подія (нещасний випадок) відбудеться хоча б один раз, дорівнює

Р = 1 - ^е-а, (7)

гдеа - параметр закону Пуассона, що залежить від інтенсивності (щільності) події у, який можна визначити за формулою:

, (8)

гдеу - інтенсивність (щільність) події (кількість подій в одиницю часу).

З виразу (7) з урахуванням залежності (8) можна записати

(9)

Отже, завдання визначення ймовірності якоїсь події зводиться до визначення інтенсивності його звершення.

Нещасний випадок може статися тоді, коли, наприклад, в робочій зоні одночасно відбуваються дві події: реалізується потенційна небезпека; людина виконує роботу. Така ж ситуація можлива при одночасній реалізації трьох подій, якщо до двох попередніх додати відмова «захисного екрана» (захисні пристрої, які охороняють людину від впливу небезпечного виробничого фактора: захисні огородження, заземлення, занулення та ін.)

Якщо позначити ймовірність прояви небезпечного виробничого фактора через Р _0, імовірність відмови захисного екрана через Р _Е і ймовірність появи людини в зоні, де виникла небезпечна ситуація через Р _Ч, то ймовірність нещасного випадку визначається за формулою

Р _НС = Р ₀ × Р _Е × Р _Ч. (10)

Знаючи інтенсивності приватних подій у _0, у _Е і у _Ч,, за формулою (9) можна визначити їх ймовірності (Р _0, Р _Е і Р _Ч), а за формулою (10) - ймовірність хоча б одного нещасного випадку на конкретному робочому місці, причому, чим менше величина Р _НС, тим безпечніше робоче місце.

4.5 Основи профілактики травматизму та аварійності

Заходи, що сприяють попередженню травматизму і аварійності повинні бути спрямовані на реалізацію таких основних вимог:

1. Удосконалення технічних систем (безпечні технологічні процеси та обладнання; застосування ефективних запобіжних пристроїв; використання блокувальних пристроїв тощо).

2. Удосконалення методів організації праці (якісне навчання та атестація працівників; ефективний розпорядок режимів праці та відпочинку; розробка планів профілактики виробничого травматизму та ліквідації аварійних ситуацій та ін.)

3. Створення здорових санітарно-гігієнічних умов праці (зниження небезпечних і шкідливих виробничих факторів до нормативних величин; нормалізація світлового клімату і метеорологічний умов у приміщеннях; ефективна вентиляція виробничих приміщень та ін.)

4. Розширення економічних способів впливу на травматизм і аварійність (стимулювання роботи без травм і аварій; компенсація збитку, заподіяного, наприклад, населенню виробничої аварією з фондів підприємства та ін.)

5. Прогнозування прояви небезпек і умов, при яких вони можуть впливати на працівників.

5. Безпека виробничих процесів

5.1 Безпека виробництв на стадії проектування

5.1.1 Розробка, узгодження, затвердження і склад проектної документації виробничих об'єктів

Процес розробки, узгодження, затвердження, а також склад проектної документації (ПД) регламентується «Інструкцією про порядок розробки, узгодження, затвердження і склад проектної документації» (БНіП 11-01-95).

Одним з основних розділів проектної документації на будівництво об'єктів є техніко-економічне обгрунтування (ТЕО). На підставі затвердженого техніко-економічного обгрунтування розробляється робоча документація.

Основним документом, що регулює правові та фінансові відносини сторін (замовник - виконавець) є договір (контракт), невід'ємною частиною якого є завдання на проектування, яке складається на підставі обов'язкового «Переліку основних даних та вимог» (16 позицій), серед яких 4 позиції присвячені питань безпеки:

• вимоги до якості, конкурентоспроможності та екологічними параметрами продукції;

• вимоги до природоохоронних заходів;

• вимоги до режиму безпеки та гігієни праці;

• вимоги з розробки інженерно-технічних заходів цивільної оборони (ЦО) і попередження надзвичайних ситуацій (НС).

Разом із завданням на проектування замовник видає проектній організації відповідні вихідні дані.

Проектна документація розробляється відповідно до державних норм, правил і стандартів з урахуванням регіональних та галузевих особливостей. Якщо в процесі проектування зазначені документи змінюються, то замовник і виконавець ПД зобов'язані вчасно вносити в робочу документацію зміни, пов'язані з введенням в дію нових нормативних документів. Відхилення від вимог нормативних документів допускаються тільки за наявності дозволів органів, які затвердили або ввели в дію ці документи.

Проектна документація узгоджується з тими органами державного нагляду і контролю, яким в процесі будівництва, експлуатації, реконструкції, технічного переоснащення, консервації та ліквідації проектованого об'єкта належить здійснювати наглядову діяльність. Розроблена документація підлягає державній експертизі.

Затвердження проектів здійснюється в залежності від джерел фінансування наступним чином:

міністерством РФ спільно із зацікавленими галузевими міністерствами і відомствами при фінансуванні з федерального бюджету;

органами державного управління республік, країв, областей, автономних утворень, р.р. Москви і Санкт-Петербурга при фінансуванні з їх бюджетів;

безпосередньо замовником при фінансуванні за рахунок власних фінансових ресурсів.

Проектна документація складається з наступних розділів:

• загальна пояснювальна записка;

• генеральний план і транспорт;

• технологічні рішення;

• організація та умови праці працівників;

• управління виробництвом і підприємством;

• архітектурно-будівельні рішення;

• інженерне обладнання, мережі та системи;

• організація будівництва;

• охорона навколишнього середовища;

• інженерно-технічні заходи ЦО. Заходи щодо попередження НС;

• кошторисна документація;

• ефективність інвестицій.

5.2 Коротка характеристика деяких розділів проекту

Загальна пояснювальна записка. У цьому розділі наводяться підстави для розробки проекту і вихідні дані для проектування. Дається коротка характеристика підприємства та що до нього виробництв. Характеризуються сировину, потреби у воді, теплової та електричної енергії. Розглядаються питання комплексного використання сировини та енергоресурсів, освіти і переробки відходів виробництва, соціально-економічних та екологічних умов району будівництва. Наводяться основні показники по генеральному плану, інженерних мереж і комунікацій, інженерні заходи щодо захисту території. Даються загальні відомості з охорони праці працівників та санітарно-епідеміологічним заходам. У цьому розділі наводяться відомості про проведені узгодженнях проектних рішень та підтвердження відповідності проектної документації державним нормам, стандартам, вимогам органів державного нагляду, вихідним даним і т.п.

Генеральний план і транспорт. Розробляється ситуаційний план розміщення підприємства з вказівкою розміщення існуючих та проектованих інженерних мереж і комунікацій, сельбищних територій і меж санітарно-захисної зони (СЗЗ) з урахуванням переважаючого напрямку вітру (троянди вітрів) у даній місцевості (креслення і відповідні описи їх). Розробляється генеральний план розміщення будівель, споруд, комунікацій, транспортних шляхів і т.п. на території підприємства з урахуванням технологічної доцільності, санітарних та протипожежних вимог, а також переважного напряму вітру. Розробляються заходи з благоустрою та озеленення території (креслення і відповідні описи їх).

Технологічні рішення. У даному розділі наводиться коротка характеристика і обгрунтування рішень щодо прийнятої технології виробництва. Розробляються заходи з механізації та автоматизації технологічного процесу. Наводиться склад та обгрунтування вибору застосовуваного устаткування. Наводяться відомості про застосування маловідходних та безвідходних процесів і виробництв, рекуперації тепла і сировинних матеріалів. Наводяться розрахункові дані про кількість і склад відходів виробництва. Розробляються інженерно-екологічні рішення щодо запобігання забруднення навколишнього природного середовища (ОПВ). Проводиться апріорна оцінка можливості аварійних ситуацій і відповідні рішення щодо їх попередження. Розробляються принципові технологічні схеми виробництв (креслення і відповідні їх описи). Розробляються схеми компонування технологічного обладнання та комунікацій (креслення і відповідні їх описи).

Організація та умови праці працівників. Даний розділ присвячений розробці організаційних та інженерних рішень з охорони праці працівників підприємства, що проектується. Розробляються заходи за наступними напрямками: організація робіт з охорони праці; система управління охороною праці; гігієна праці та виробнича санітарія; техніка безпеки; електробезпека; пожежна безпека; компенсація можливого негативного впливу на працівників небезпечних і шкідливих виробничих факторів.

Архітектурно - будівельні рішення. У цій частині проекту наводяться відомості про інженерно - геологічних, гідрогеологічних та сейсмічних умовах будівельного майданчика. Розробляються рішення щодо зниження виробничого шуму і вібрації (за рахунок застосування відповідних будівельних матеріалів і конструкцій), забезпечення природного освітлення приміщень, санітарно-побутового обслуговування працюючих. Розробляються заходи щодо пожежо-, вибухо-і електробезпеки (за рахунок застосування відповідних будівельних матеріалів і конструкцій, а також планувальних рішень). Розробляються планувальні рішення щодо забезпечення прийнятої в технологічній частині компонування обладнання (плани та розрізи основних виробничих будівель). Розробляються інженерно-будівельні заходи щодо підвищення стійкості будівель і споруд в умовах НС.

Інженерне обладнання, мережі та системи. Розробляються інженерні рішення щодо забезпечення виробничого та санітарно-побутового водопостачання, каналізації, тепло-, газо-і електропостачання, опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (креслення, відповідні розрахунки та опису). Приймаються рішення щодо забезпечення електроосвітлення, зв'язку, сигналізації, радіофікації та телебачення, протипожежних пристроїв, блискавкозахисту та ін (схеми, креслення, розрахунки й описи)

Охорона навколишнього середовища. Розробляються заходи щодо зниження викидів в атмосферу і скидів у водойми газоподібних і рідких, а також розміщення на грунті твердофазних відходів виробництва. Вживаються або розробляються відповідні очисні споруди, які забезпечують санітарно-гігієнічні та екологічні нормативи (обгрунтування, розрахунки, схеми, креслення).

6. Пристрій підприємств і цехів

6.1 Територія промислового підприємства

Територія підприємства повинна бути розташована по відношенню до найближчого житлового масиву з підвітряного боку (відповідно до рози вітрів у даній місцевості) на відстані рівному ширині санітарно-захисної зони. Санітарно-захисна зона приймається відповідно до вимоги СанПіН. Забудова території повинна проводитися за принципом: будівлі з більш шкідливими виділеннями газів, парів, пилу та ін негативних факторів повинні розташовуватися з підвітряного боку по відношенню до будівель з менш шкідливими виділеннями. Відстань між сусідніми будівлями визначаються санітарними та протипожежними нормами і збільшуються зі зростанням відповідної небезпеки. Розриви між будівлями з потужними джерелами шуму (L _A > 85 дБА) та іншими будівлями повинні бути не менше 100 м (компресорні, дробильні відділення і т.п.). Для забезпечення безпеки транспортних потоків влаштовуються магістральні дороги шириною від 6 до 9 м між рядами будинків, а також під'їзди до кожного будинку. З метою забезпечення пожежної безпеки кількість під'їздів до кожного будинку має бути не менше 2-х або влаштовуються під'їзди по всій довжині будинку; на території підприємства проектом передбачаються пожежні гідранти і штучний або природна водойма. Для забезпечення ефективного відпочинку працівників на відкритому повітрі у встановлені перерви в роботі необхідно передбачати обладнані відповідним чином зони. Площа, не зайнята будівлями, спорудами, дорогами і під'їздами, озеленюється. Територія підприємства повинна відповідати санітарним вимогам щодо прямого сонячного опромінення, природного провітрювання та відводів поверхневих і стічних вод (рівна відкрита височина з невеликим ухилом в одну сторону).

6.2 Пристрій виробничих будівель і приміщень

При виборі типу виробничих будинків слід віддавати перевагу прямокутним формам, тому що при цьому спрощується освітлення та вентиляція входять до них приміщень. Конструкція будівель, число поверхів і їх площа обумовлюються технологічним процесом, використовуваним обладнанням, наявністю небезпечних і шкідливих виробничих факторів і категорією вибухопожежної та пожежної небезпеки.

Обсяг і площа приміщень на кожного працюючого повинні бути відповідно не менше 15 м ³ і 4,5 м ² висота приміщень повинна бути не менше 3,2 м. Всі майданчики на висоті> 0,6 м від підлоги, сходи, перехідні містки, отвори , люки, канави і т.п. захищаються поручнями висотою не менше 1,2 м з суцільною обшивкою нижній частині на висоту не менше 0,2 м. Східці повинні мати ухил не більше 40 °. Підлоги приміщень повинні бути рівними без виступів і порогів, горизонтальними, неслизькими і відповідають специфічним вимогам (хімічної стійкістю, відсутність іскроутворення та ін.) Стіни приміщень повинні бути добре звукоізолюючими і звукопоглинальні, але погано сорбирующими шкідливі гази і пари з повітря. Поверхня стін повинна легко знезаражуватися шляхом миття.

6.3 Пристрій робочих місць

Робоче місце (РМ) - частина території приміщення постійного або періодичного перебування працівників у процесі трудової діяльності.

Робоча зона (РЗ) - простір, обмежений висотою 2 м від рівня підлоги або площадки, на яких знаходиться робоче місце.

Робоче місце може бути постійним і непостійним. Постійним вважається таке робоче місце, на якому працівник перебуває більше 50% робочої зміни або більше 2 годин безперервно. Якщо робота проводиться в різних місцях робочої зони, то постійним робочим місцем вважається вся РЗ.

Робоче місце людини-оператора розраховується на роботу сидячи, стоячи і сидячи-стоячи поперемінно. Конструкція робочого місця і взаємне розташування всіх його елементів (сидіння, засоби відображення інформації (СОІ), органи управління тощо) повинні відповідати антропометричним, фізіологічним і психологічним вимогам, а також характеру роботи, тобто вимогам ергономіки.

Конструкція робочого місця повинна забезпечити виконання трудових операцій в межах зони досяжності моторного поля людини як у вертикальній, так і в горизонтальній площинах. Крім того, при конструюванні робочого місця та обслуговуваного обладнання необхідно забезпечити оптимальне положення працював у просторі шляхом регулювання висоти робочої поверхні, сидіння і простору для ніг.

6.4 Виробнича естетика

Виробнича естетика (ПЕ) розробляє способи емоційного і естетичного впливу на людину у виробничій обстановці.

У процесі трудової діяльності в людини формується певний комплекс емоцій (почуття, переживання, відчуття), а також художня оцінка виробничого середовища (досконалість форм обладнання, колірна гамма забарвлених поверхонь і т.п.). У сукупності зазначені фактори можуть як стимулювати підвищення працездатності і продуктивності праці, так і пригнічувати їх.

Одним з основних напрямків виробничої естетики є використання кольору як чинника, що формує естетичне ставлення до праці. Це досягається раціональної забарвленням приміщення і устаткування.

Виробнича естетика відноситься не тільки до робочих місць і до інтер'єру приміщення, але і до території підприємства і прилеглим до нього зонах міста. Вирішити ці проблеми виробничої естетики можна за допомогою архітектурно-художніх засобів і технічної естетики (художнє конструювання і розміщення обладнання, конструкція і розміщення органів управління тощо).

6.5 Допоміжні будівлі і приміщення

Кожне підприємство в своєму складі має мати 5 груп допоміжних будівель і приміщень:

• санітарно-побутові приміщення і пристрої (гардеробні, душові тощо);

• приміщення громадського харчування (столові, пункти прийому їжі та ін);

• приміщення медичного обслуговування (медпункт, медсанчастина та ін);

• приміщення культурного обслуговування (клуб, спортзал та ін);

• приміщення управління та громадських організацій (дирекція, відділ охорони праці, бухгалтерія, профком та ін.)

В основу вибору складу і кількості побутових приміщень і пристроїв покладена санітарна характеристика виробничих процесів. Усі виробничі процеси в залежності від характеру і ступеня впливу на працюючих небезпечних і шкідливих виробничих факторів поділяються на 4 санітарні групи, кожна з яких підрозділяється на підгрупи, які деталізують ступінь впливу ОВПФ.

группа – производственные процессы в условиях нормативного микроклимата (оптимальный и допустимый) при отсутствии выделений пыли и вредных газов и паров. I група - виробничі процеси в умовах нормативного мікроклімату (оптимальний і допустимий) при відсутності виділень пилу і шкідливих газів і парів.

группа – производственные процессы при неблагоприятном микроклимате или при пылевыделениях, а также при напряжённой физической работе. II група - виробничі процеси при несприятливому мікрокліматі або при пиловиділення, а також при напруженій фізичній роботі.

группа – производственные процессы с резко выраженными факторами вредного воздействия токсических веществ и загрязнения рабочей одежды (соединения мышьяка, ртути, фосфора и др. в условиях превышения их ПДК). III група - виробничі процеси з різко вираженими факторами шкідливого впливу токсичних речовин і забруднення робочого одягу (сполуки миш'яку, ртуті, фосфору та інших в умовах перевищення їх ГДК).

группа – производственные процессы, требующие особого режима для обеспечения качества продукции (производство пищевых продуктов, стерильных материалов, изделий радиоэлектроники и др.). IV група - виробничі процеси, які вимагають особливого режиму для забезпечення якості продукції (виробництво харчових продуктів, стерильних матеріалів, виробів радіоелектроніки та ін.)

Розрахунок площ санітарно-побутових приміщень і кількості відповідних пристроїв проводиться для найбільш численної зміни, крім гардеробних, які розраховуються на списочное число працюючих, тобто на весь персонал. Розрахунок проводиться на підставі вимог нормативного документа? .

При наявності професій різних санітарних груп розрахунок санітарно-побутових приміщень ведеться за нормами кожної групи, якщо ж одна з груп становить 70% і більше загальної кількості працюючих, то розрахунок проводиться за нормами для цієї групи.

Незалежно від санітарної групи виробничих процесів при кількості персоналу більше 250 чоловік в найбільш численну зміну передбачаються столові, менше 250 осіб - буфети з доставкою гарячої їжі з їдалень, менш 30 чоловік - кімнати для прийому їжі. Кімнати для прийому їжі, принесеної з дому, повинні мати площу не менше 12 м ^2.

8. Безпека виробничого устаткування

8.1 Класифікація виробничого обладнання

За функціональним призначенням виробниче обладнання (ПО) підрозділяється на універсальне, спеціалізоване, спеціальне.

Універсальне (загальнозаводське) - ПЗ, що застосовується в різних виробництвах. До нього відносяться насоси, компресори, вентилятори, газоочисне й пилеуловлювальне обладнання, а також транспортні засоби.

Спеціалізоване - ПЗ, що застосовується для проведення одного процесу різних модифікацій: теплообмінники, водонагрівальні котли та ін

Спеціальне - ПО, призначене для проведення тільки одного процесу: прохідницький угледобичной комбайн, електрогенератор змінного струму, парова турбіна і ін

Вищевказані види виробничого устаткування відносяться до основного технологічного устаткування.

Допоміжним виробничим обладнанням прийнято вважати ємності, резервуари, сховища і т.п.

8.2 Вимоги до надійності виробничого обладнання

З укрупненням потужностей технологічних агрегатів істотно підвищуються вимоги до їх надійності й безпечної експлуатації. Підвищення надійності виробничого обладнання має особливе значення, тому що його експлуатація в умовах паливно-енергетичного комплексу (ПЕК) сполучена з обробкою токсичних, пожежо-і вибухонебезпечних речовин і здійснюється при впливі вібрації, ударів, високої температури, агресивного середовища та інших небезпечних чинників.

Під надійністю розуміють властивість обладнання виконувати задані функції при збереженні експлуатаційних показників протягом необхідного проміжку часу або необхідної напрацювання.

Надійність обумовлюється безвідмовністю, довговічністю і ремонтопридатністю.

Безвідмовність - властивість системи безупинно зберігати працездатність протягом деякого часу або при виконанні певного обсягу робіт в заданих умовах експлуатації.

Відмова - подія, що характеризується повною або частковою втратою працездатності обладнання. Відмови діляться на пріработочние, раптові (випадкові) і ізносовие (поступові).

Пріработочние відмови є результатом дефекту елементів обладнання та помилок, допущених при його складанні і монтажі, тому після складання і монтажу виробничого обладнання необхідний час для його перевірки у роботі (приробітку) - десятки і сотні годин. Після закінчення підробітки, настає період нормальної експлуатації.

Раптові (випадкові) відмови відбуваються в період тривалої експлуатації обладнання (роки).

Ізносовие відмови характерні в період наближення терміну закінчення експлуатаційної служби устаткування. Для запобігання ізносових відмов необхідно виробляти профілактичну заміну елементів ПЗ до настання їх зносу.

Основне завдання безпечної експлуатації виробничого обладнання - регулювання, аж до повної ліквідації, пріработочних і ізносових відмов, а також створення умов для мінімального прояву та швидкого усунення раптових відмов.

Довговічність - властивість системи зберігати працездатність до настання граничного стану, тобто протягом усього періоду експлуатації при встановленій системі технічного обслуговування і ремонтів.

Довговічність обладнання визначається технічно і економічно доцільними термінами його експлуатації.

Економічно доцільним межею експлуатації обладнання слід вважати той термін, коли майбутні витрати на капітальний ремонт наближаються до вартості нового ПЗ. При цьому вигідніше придбати нове обладнання, ніж ремонтувати старе, та й показники нового обладнання в результаті безперервного технічного прогресу значно вище.

Ремонтопридатність - властивість системи пристосовуватися до попередження, відшукання і усунення в ній відмов і несправностей, що досягається технічним обслуговуванням і ремонтом.Проізводственное обладнання може бути ремонтованих (відновлюваних) і неремонтіруемим (невідновлюваних).

Ремонтованих прийнято називати обладнання, працездатність якого в разі відмови можна відновити в даних умовах експлуатації.

Неремонтіруемим вважається устаткування, працездатність якого в разі відмови не відновлюється взагалі або в даних умовах експлуатації.

Основні напрями підвищення надійності виробничого обладнання

Надійність обладнання розраховують і закладають при проектуванні, забезпечують при виготовленні і підтримують в умовах експлуатації.

При проектуванні важливе значення має вибір конструкційних матеріалів з ​​урахуванням загальних і спеціальних умов експлуатації: тиску, температури, агресивності середовища та ін при цьому необхідно спрощувати кінематичні схеми, зменшувати діючі в машинах динамічні навантаження, передбачати засоби захисту від перевантажень і т.п.

У процесі виготовлення необхідно застосовувати заготовки високої якості, підвищувати опір деталей зносу, прагнути до підвищення точності виготовлення окремих елементів і до ретельності їх складання.

При експлуатації надійність устаткування підтримується суворим дотриманням заданих параметрів режиму роботи, якісним поточним і профілактичним обслуговуванням.

Одним із методів підвищення надійності устаткування є його резервування - введення в систему додаткових (дублюючих) елементів, що включаються паралельно основним.

Оскільки резервування значно здорожує обладнання та його обслуговування, цей спосіб підвищення надійності застосовується в тому випадку, коли немає більш простих рішень.

8.3 Вимоги безпеки, які пред'являються до основного виробничого обладнання

Незважаючи на велику різноманітність технологічного обладнання за призначенням, влаштуванню та особливостям експлуатації, до нього пред'являються загальні вимоги безпеки, дотримання яких забезпечує безпеку експлуатації ПЗ. Ці вимоги сформульовані в ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ «Обладнання виробниче. Загальні вимоги безпеки ».

Відповідно до Госту обладнання виробниче повинно відповідати вимогам безпеки при монтажі, експлуатації, ремонті, транспортуванні і зберіганні, при використанні окремо або у складі комплексів і технологічних систем.

У процесі експлуатації виробниче обладнання повинно відповідати таким вимогам:

• не забруднювати навколишнє природне середовище викидами шкідливих речовин вище санітарних норм;

• повинно бути пожежо-і вибухобезпечним;

• не створювати небезпеку в результаті впливу вологості, сонячної радіації, вібрації, екстремальних температур і тиску, агресивних речовин і ін негативних факторів.

Вимоги безпеки пред'являються до виробничого устаткування протягом усього терміну служби, при цьому його безпека повинна забезпечуватися такими заходами:

• правильним вибором принципів дії, конструктивних схем, матеріалів, способів виготовлення та ін;

• застосуванням засобів механізації, автоматизації та дистанційного керування;

• застосуванням спеціальних засобів захисту;

• виконанням ергономічних вимог;

• включенням вимог безпеки в технічну документацію на монтаж, експлуатацію, ремонт, транспортування та зберігання.

Відповідно до вимог ГОСТ на всі основні групи обладнання виробничого розробляються стандарти вимог безпеки, що включають в себе наступні розділи:

1. Вимоги безпеки до основних елементів конструкції і системі управління.

Тут відображаються вимоги безпеки, зумовлені особливостями призначення, пристрої та роботи даної групи виробничого обладнання та його складових

частин:

• попередження або зниження до нормативних величин можливого впливу ОВПФ;

• усунення причин, що сприяють виникненню ОВПФ;

• пристрій органів управління;

• рухомі, струмоведучі та інші небезпечні частини, що підлягають огорожі;

• допустимі значення шумових і вібраційних характеристик, методи визначення та засоби захисту від них;

• допустимі рівні випромінювань і методи їх контролю;

• допустимі температури органів управління та зовнішніх поверхонь обладнання;

• допустимі зусилля на органах управління;

• наявність захисних блокувань, гальмівних пристроїв та інших засобів захисту.

2. Вимоги до засобів захисту, що входять в конструкцію виробничого обладнання.

У цьому розділі стандартів відображаються вимоги, обумовлені особливостями конструкції, розміщення, контролю роботи та застосування засобів захисту (захисні огородження, екрани, аспірація, блокування, сигналізація, сигнальне пофарбування обладнання та його частин, попереджувальні написи та ін.)

3. Вимоги безпеки, зумовлені особливостями монтажних і ремонтних робіт, транспортуванням і зберіганням різних речовин.

Тут відображаються вимоги до вантажопідйомних і транспортних пристроїв, місць їх розміщення, масі піднімається або вантажу, що транспортується, вантажозахватних засобів, пристроїв фіксації переміщення вантажів та інші вимоги, що забезпечують безпеку зазначених робіт.

8.4 Вимоги до засобів захисту, що входять в конструкцію виробничого обладнання, і сигнальним пристроям

Конструкція засобів захисту повинна забезпечувати можливість контролю виконання ними свого призначення до початку і (або) в процесі функціонування обладнання.

Засоби захисту повинні виконувати своє призначення безперервно у процесі роботи ПЗ або при виникненні небезпечної ситуації. Дія засобів захисту не повинно припинятися раніше, ніж закінчиться дія ОВПФ. Відмова одного з засобів захисту або його елемента не повинна призводити до припинення нормального функціонування інших систем захисту.

Виробниче обладнання, до складу якого входять засоби захисту, які потребують їх включення до початку його роботи і (або) виключення після закінчення роботи, повинно мати пристрій, що забезпечують таку послідовність.

Конструкція і розташування засобів захисту не повинні обмежувати технологічні можливості обладнання, забезпечуючи зручність його експлуатації та технічного обслуговування.

Якщо конструкція засобів захисту знижує технологічні можливості виробничого обладнання, то пріоритетним є вимога забезпечення захисту обслуговуючого персоналу.

Форма, розміри, міцність і жорсткість захисної огорожі, його розташування щодо огороджувальних частин обладнання повинні виключати вплив на персонал огороджувальних частин ПЗ і викидів матеріалу, інструменту, оброблюваних деталей і т.п. Конструкція захисної огорожі, та відповідати наступним вимогам:

виключати можливість мимовільного переміщення з положення, що забезпечує захист, допускаючи переміщення (у разі необхідності) тільки за допомогою спеціального інструменту, а також блокування роботи обладнання, якщо захисну огорожу переводиться в положення, що не забезпечує його захисні функції;

забезпечувати можливість виконання персоналом робочих операцій, включаючи спостереження за станом огороджувальних частин, якщо це необхідно;

не створювати додаткових небезпечних ситуацій;

не знижувати продуктивність праці.

Сигнальні пристрої, які застерігають про небезпеку повинні бути виконані і розташовані так, щоб їх сигнали були добре помітні і чути у виробничій обстановці всьому персоналу, якому загрожує небезпека.

Частини обладнання, що представляють небезпеку, повинні бути пофарбовані в сигнальні кольори і позначені відповідним знаком безпеки, що регламентуються стандартами.

8.5 Конструкційні матеріали виробничого обладнання

Специфічні умови роботи виробничого устаткування паливно-енергетичного комплексу (високі тиск і температура, агресивне середовище, ерозія твердими матеріалами, вібрація тощо) висувають високі вимоги до вибору конструкційних матеріалів при його виготовленні.

Поряд зі звичайними вимогами високої корозійної стійкості в агресивних середовищах (наприклад, хімічний склад), одночасно пред'являються вимоги високої механічної міцності, жаростійкості та жароміцності, стійкості при знакозмінних або повторних навантаженнях (циклічної міцності), малої схильності до старіння.

При виборі матеріалів для виробничого устаткування, що працюють під тиском при високих температурах, необхідно враховувати, що механічні властивості матеріалів істотно знижуються.

При статичному прикладанні навантаження важливими характеристиками для оцінки міцності матеріалу є: межа текучості s _Т; межа міцності s _В; модуль нормальної пружності Е, коефіцієнт Пуассона m. Ці характеристики є основними при розрахунках на міцність деталей виробничого обладнання, що працює під тиском і при високих температурах.

При динамічних навантаженнях крім зазначених вище характеристик необхідно враховувати також і в'язкість, яка для багатьох вуглецевих і легованих сталей при низьких температурах (<- 40 ° С) різко знижується.

Для обладнання, схильного ударним і пульсуючим навантаженням при низьких температурах, наприклад, слід застосовувати метали і сплави з ударною в'язкістю не <0,2 МДж / м ^2, а для деталей, що мають концентратори напружень (болти, шпильки), рекомендуються матеріали, у яких ударна в'язкість в 2 рази вище.

При високих температурах значно знижуються основні показники міцності металів і сплавів. Крім того, поведінка металів під навантаженням при високих температурах значно відрізняється від такого при звичайній температурі. Межа міцності s _В і межа текучості s _Т залежать при цьому від часу перебування під навантаженням і швидкості навантаження, тому що з ростом температури метали з пружного стану переходять в пружнопластичне і під навантаженням безперервно деформуються (явище повзучості). Температура, при якій починається повзучість, наприклад у звичайних вуглецевих сталей, складає ~ 375 ° С, для низьколегованих сталей ~ 525 ° С, для жароміцних ~ 1000 і> ° С.

Оскільки основним способом одержання металевих нероз'ємних з'єднань в ПЗ є зварювання, хороша зварюваність металів є одним з основних і необхідних умов, що визначають придатність їх для безпечної експлуатації обладнання.

Враховуючи вищевикладене, при виготовленні обладнання, що відповідає вимогам безпечної експлуатації, до конструкційних матеріалів повинні пред'являтися такі вимоги:

• достатня корозійна стійкість матеріалу в агресивному середовищі;

• достатня механічна міцність при заданих тиску і температурі;

• найкраща здатність металу зварюватися з забезпеченням високих механічних і корозійно-стійких властивостей зварних з'єднань.

Для виготовлення виробничого обладнання ПЕК, як правило, застосовуються такі стали:

• якісні, вуглецеві конструкційні - позначають їх двома цифрами, що показують середній вміст вуглецю в сотих частках%, наприклад, Ст20. Якщо такі сталі можна застосовувати в котельних установках, що працюють при високих температурах, то до цього позначення додається буква К (Ст20К).

• леговані - позначають комплексом букв і цифр, причому перші дві цифри вказують вміст вуглецю в сотих частках% мас (відсутність цифр означає, що середній вміст вуглецю ~ 0,01), потім послідовно йдуть літери, означають наявність у сталі конкретного легуючого елемента, а за кожною буквою однією або двома цифрами вказується приблизний зміст цього елемента в% мас (відсутність цифр означає, що зміст елемента не> 1,5).

Для позначення легуючих елементів в марках стали застосовуються такі літерні позначення: Г - марганець, С - кремній; Х - хром; Н - нікель; М - молібден;

В - вольфрам, Ф - ванадій, Т - титан, Д - мідь; Ю - алюміній; Б - ніобій, Р - бор; А - азот (в кінці позначення літера А не ставиться).

(через дефис) – особо высококачественную сталь. Наявність в кінці позначення марки стали літери А означає високоякісну сталь, а цифри III (через дефіс) - особливо високоякісну сталь.

Наприклад, високоякісна сталь марки Х18Н10ТА (нержавіюча) означає склад (% мас): вуглецю - 0,01; хрому - 18; нікелю - 10; титану - 1,5.

8.6 Зниження шуму і вібрації виробничого обладнання

8.6.1 Зниження шуму і вібрації в підшипникових вузлах

Найбільш широке застосування в конструкціях виробничого обладнання знайшли підшипники кочення. Рівень шуму і вібрації, що генеруються при роботі таких підшипників, залежать від багатьох факторів (розміру, частоти обертання вала, типу тіл обертання і ін.) При виборі підшипників необхідно враховувати, що рівні шуму і вібрації зростають на 1 ... 2 дБ зі збільшенням номера, визначального типорозмір підшипника. Рівень звукового тиску від роботи роликових підшипників на 1 ... 3 дБ сильніше такого кулькових підшипників при інших рівних умовах. Рівень віброприскорення в роликових підшипниках перевищує такий у кулькових на 4 ... 6 дБ. Якщо клас точності виготовлення підшипників збільшується, то рівні шуму і вібрації зменшуються.

, дБ, определяемую по формуле: Збільшення частоти обертання вала підшипників веде до збільшення рівня звукового тиску на величину D L, дБ, що визначається за формулою:

=23.3 lg ( n ₂ / n ₁ ), (11) D L = 23.3 lg (n ₂ / n _1), (11)

₁ , n ₂ - соответственно начальная и конечная частоты вращения вала, с ^-1 . де n _1, n ₂ - відповідно початкова і кінцева частоти обертання валу, с ^-1.

Значний вплив на генерацію шуму і вібрації надає тип і якість мастила.

Шум і вібрація в підшипникових вузлах значно знижуються при застосуванні спеціальних вкладишів з високим коефіцієнтом загасання коливань (металловолокністие, гумові, пластмасові). Це відбувається завдяки компенсації недосконалості геометрії посадкових місць і віброізоляції корпуси обладнання від підшипника. Сумарний ефект при цьому досягається ~ 12 ... 15 дБ.

Значний вплив на генеруються рівні шуму і вібрації надають умови монтажних робіт, так різні осьові зрушення і перекоси встановлення підшипників в устаткування можуть збільшити рівні звукового тиску і віброшвидкості на 13 ... 16 дБ.

Для зниження рівнів шуму і вібрації в ПЗ з опорними вузлами на основі підшипників кочення рекомендуються такі заходи:

• вибирати підшипники мінімально необхідних розмірів;

• застосовувати однорядні шарикопідшипники;

• застосовувати самоустановлювальні опори;

• застосовувати пружні вкладиші з вибродемпфирующих матеріалів;

• забезпечувати співвісність посадкових місць на валу і в корпусі підшипникового вузла;

• забезпечити мінімальний радіальний зазор між підшипником і корпусом вузла;

• забезпечити параметри шорсткості посадочних місць відповідно до класу точності вибраного підшипника;

• заповнювати камери підшипникових вузлів мастильним матеріалом (на 50%).

8.6.2 Зниження рівнів шуму та вібрації в зубчастих передачах і редукторах

Шум і вібрація в таких системах виникають як в результаті деформації сполучених зубів під дією переданої потужності, так і внаслідок динамічних процесів, обумовлених дефектами, допущеними при виготовленні і монтажі зубчастих передач. На величину випромінюваних шуму і вібрації тут впливають частота обертання валів і передана потужність. Так, наприклад, при двократному збільшенні цих параметрів рівень звукового тиску зростає на 5 ... 7 дБ. Зниження рівня генерується шуму в цьому випадку можливе за рахунок застосування: двоступеневих передач тієї ж потужності; косозубих передач; зменшення діаметра шестерень і ін Ці заходи можуть дати зниження рівня звукового тиску на 3 ... 6 дБ.

Велике значення для генерації шуму має матеріал зубчастих коліс і його термообробка. Наприклад, заміна стали на чавун знижує рівні звукового тиску на 3 ... 5 дБ; загартування та інші види термообробки, навпаки, ведуть до збільшення рівня звукового тиску на 4 ... 6 дБ, тому що при цьому зростають деформації зубчастих коліс. На величину генерується шуму також впливає наявність мастильного матеріалу (відсутність його або наявність можуть змінювати величину рівня звукового тиску в діапазоні ± 10 ... 15 дБ).

, дБ, генерируемый силовой зубчатой передачей можно определить по формуле: Орієнтовно рівень звукового тиску L, дБ, генерований силовий зубчастою передачею можна визначити за формулою:

= L ₀ + 20 lg u ,(12) L = L ₀ + 20 lg u, (12)

₀ – поправка на уровень звукового давления, зависящая от качества изготовления зубчатых колёс, дБ (40…55 дБ); де L ₀ - поправка на рівень звукового тиску, що залежить від якості виготовлення зубчастих коліс, дБ (40 ... 55 дБ);

– окружная скорость вращения зубчатых колёс, м/с. u - окружна швидкість обертання зубчастих коліс, м / с.

Шум у редукторах складається з шуму, що виник у результаті коливань корпусів під дією вібрації, що генерується при роботі зубчастих передач, і шуму, виробленого повітрям, що потрапляє через нещільність в корпусі. Для зниження шуму редукторів крім вище наведених рекомендацій доцільно покривати їх корпуси звукопоглинальними матеріалами, а весь редуктор накривати звукоізолюючим кожухом.

8.6.3 Зниження шуму і вібрації, викликаних неврівноваженістю мас обертових деталей

Однією з причин виникнення вібрації і шуму при роботі виробничого устаткування є неврівноваженість мас обертових деталей. При цьому, залежно від взаємного розташування осей інерції і обертання, розрізняють статичну і динамічну неврівноваженість.

Статична неврівноваженість викликана різницею мас конструктивних елементів, що знаходяться на діаметрально протилежних сторонах деталі, а також кривизною валу, неспіввісність поверхні деталі з поверхнею шийок валу. При цьому сумарна вісь інерції і вісь обертання паралельні.

Динамічна неврівноваженість виникає при перетині сумарною осі інерції з віссю обертання не в центрі мас деталі, тобто вісь інерції і вісь обертання не паралельні один одному.

Частота вібрації, викликаної неврівноваженістю мас обертових деталей, дорівнює частоті їх обертання.

Зниження рівнів вібрації і супровідного її шуму при цьому досягається балансуванням обертових деталей.

Причиною вібрації (і відповідно шуму) може бути також порушення співвісності валів обладнання і приводу (наприклад, електродвигуна). Зниження рівнів вібрації і шуму в цьому випадку досягається відповідною центровкой валів.

8.6.4 Зниження шуму газодинамічних процесів

Основними причинами генерування шуму в газових потоках є вихрові процеси (турбулентність), коливання середовища під дією робочих органів обладнання, пульсація тиску, а також коливання, викликані неоднорідністю газового простору за його щільності. Зниження рівня звукового тиску безпосередньо у виробничому обладнанням досягається збільшенням зазору між деталями, що знаходяться в газовій струмені, і поліпшенням газодинамічних характеристик проточної частини обладнання.

Значне зниження шуму досягається установкою спеціальних глушників на всмоктувальних і вихлопних лініях компресорів, вентиляторів та інших Глушники представляють собою циліндричне пристрій з наповненням з скляного або базальтового волокна з середньою об'ємною щільністю ~ 20 кг / м ^3. Зниження рівня звукового тиску при цьому досягає 70 дБ на середніх частотах (~ 2000 Гц) і 15 ... 30 дБ на низьких і високих частотах. Принцип дії глушника шуму заснований на явищі звукопоглинання.

8.6.5 Зниження вібрації виробничого обладнання шляхом вібропоглощенія і віброізоляції

Вібропоглощеніе. Принцип вібропоглощенія полягає у зменшенні амплітуди коливань апарату (машини) або окремих його частин за рахунок облицювання вібруючих поверхонь жорсткими і м'якими демпфуючими покриттями. При цьому енергія коливального процесу переходить у внутрішню енергію облицювання в результаті тертя між її окремими частками (доменами), які мають різну власну частоту коливань.

Як жорстких покриттів використовуються пластмаси з динамічним модулем пружності 100 ... 1000 МПа, які найбільш ефективні на низьких і середніх частотах (1 ... 1000 Гц).

М'які покриття (гума, м'які пластмаси, мастики і т. п. матеріали) з динамічним модулем пружності ~ 10 МПа ефективніші на високих частотах (> 1000 Гц).

Товщина вібропоглинаючий шару в обох випадках становить 2 ... 3 товщини стінки, яке захищається.

Віброізоляція. Принцип віброізоляції полягає у створенні пружного зв'язку між джерелом коливань (машини та апарати) і підтримує його конструкцією (опора, підстава та ін) шляхом розміщення між ними амортизаторів. В якості амортизаторів використовуються сталеві пружини або пружні прокладки з гуми та інших подібних матеріалів.

Ефективність віброізоляції характеризується коефіцієнтом передачі діючої сили віброколебаній на підставу (опору), що визначається за формулою

/ f _oz ) ² – 1] ^–1 (13) К = [(f / f _oz) ² - 1] ^-1 (13)

– частота колебаний системы (аппарат–опорная плита–виброизолятор) под действием возмущающей силы, Гц; де: f - частота коливань системи (апарат-опорна плита-Віброізолятор) під дією вимушених коливань, Гц;

– собственная частота колебаний системы, Гц. f _oz - власна частота коливань системи, Гц.

З даного виразу випливає:

1. < f _oz система имеет такое упругое сопротивление, что сила виброколебаний полностью передаётся основанию; При f <f _oz система має таке пружний опір, що сила віброколебаній повністю передається підставі;

2. = f _oz возникает явление резонанса, при этом амплитуда колебаний резко возрастает; При f = f _oz виникає явище резонансу, при цьому амплітуда коливань різко зростає;

3. При система чинить опір інерційний, і ефективність віброізоляторів зростає із збільшенням частоти коливань.

Таким чином умовою надійної роботи віброізоляторів є забезпечення співвідношення

(14)

9. Безпека експлуатації систем, що працюють під тиском

9.1 Посудини, що працюють під тиском

Під посудиною розуміється геометрично замкнута ємність, призначена для ведення хімічних, теплових та інших технологічних процесів, а також для зберігання і транспортування газоподібних, рідких і інших речовин. Межею посудини є вхідні та вихідні штуцери для підключення різних комунікацій і пристроїв.

Залежно від умов експлуатації посудини можуть бути пересувними (для тимчасового використання в різних місцях або під час їх переміщення) і стаціонарними (постійно встановлені в одному певному місці).

Робочий тиск у посудині може бути як надлишкове (по відношенню до атмосферного) внутрішнє, так і надмірне зовнішнє, що виникає при нормальному протіканні робочого процесу.

Найчастіше використовуються судини наступних видів:

балон - посудина, що має одну або дві горловини для установки вентилів, фланців або штуцерів, призначений для транспортування, зберігання і використання стиснених, зріджених або розчинених газів;

бочка - посудина циліндричної або іншої форми, який можна перекочувати з одного місця на інше і ставити на торці без додаткових опор, призначений для транспортування та зберігання речовин, зазначених вище;

цистерна - пересувний посудину, постійно встановлений на рамі ж / д вагони, на шасі автомобіля (причепа) або інших засобах пересування, призначений для транспортування та зберігання речовин, зазначених вище;

резервуар - стаціонарний посудина, призначена для зберігання речовин, зазначених вище;

Конструкція посудини має забезпечити надійність і безпеку експлуатації протягом розрахункового строку служби і передбачати можливість проведення технічного опосвідчення, очищення, промивання, повного спорожнення, продування газом або парою, ремонту, експлуатаційного контролю стану металу і з'єднань. Посудина повинен мати необхідну кількість люків і оглядових люків для огляду, очищення, ремонту, монтажу та демонтажу розбірних внутрішніх пристроїв.

Посудина повинен бути виготовлений цельнокованним або зварним способом. Отвори в стінках судини має бути поза зварних з'єднань.

Матеріали, застосовувані для виготовлення посудин повинні забезпечувати їх надійну роботу протягом розрахункового терміну служби з урахуванням заданих умов експлуатації (за величиною тиску, температури, складу та ін.)

Як матеріал для посудин, що працюють під тиском, використовується сталь (вуглецева та легована), кольорові метали та їх сплави. Неметалічні матеріали можуть застосовуватися тільки з дозволу органів «Федеральної служби з технологічного, екологічного і атомного нагляду РФ» (Ростехнагляд, РТН) на підставі висновку спеціалізованої організації.

Всі зварні з'єднання посудин, що працюють під тиском, повинні бути піддані неруйнівного контролю на наявність в них дефектів.

9.1.1 Небезпеки, що виникають при експлуатації посудин, що працюють під тиском

Основна небезпека при експлуатації судин полягає в можливості їх руйнування при раптовому адіабатичному розширенні газів і парів (фізичний вибух). При фізичному вибуху потенційна енергія стиснутої середовища протягом малого проміжку часу реалізується у кінетичну енергію уламків зруйнованого судини і ударну хвилю.

Особливо небезпечні вибухи судин, що містять горючі речовини, тому що при цьому виникає хімічний вибух, який є причиною пожежі.

При вибухах судин розвиваються великі потужності, що і є причиною сильних руйнувань. = 1 Так, наприклад, при розриві судини V = 1 зі стислим до Р = 1,2 МПа повітрям з тривалістю фізичного вибуху 0,1 с розвивається потужність, що дорівнює 28 МВт.

Найбільш частими причинами аварій посудин, що працюють під тиском, є:

• невідповідність конструкції максимально допустимим тиском і температурою;

• перевищення тиску понад граничного для даної судини;

• втрата механічної міцності в результаті внутрішніх дефектів, корозії, місцевих перегрівів і ін;

• недотримання встановленого режиму роботи;

• низька кваліфікація обслуговуючого персоналу;

• відсутність технічного нагляду.

Тому що найбільш часто на виробництвах паливно-енергетичного комплексу використовуються балони для транспортування, зберігання і використання стиснених, зріджених і розчинених газів, розглянемо докладніше небезпеки, що виникають при їх експлуатації.

Вибухи балонів можливі при пошкодженні корпусу в разі падіння або удару по балону, особливо при температурі <-30 ^о С, оскільки при цьому підвищується крихкість сталі. Вибух може відбутися і при підвищенні температури через зростання тиску середовища в балоні.

Причиною вибуху може бути також переповнення балона зрідженими газами через різке підвищення тиску при зростанні температури, що пояснюється наступним чином. При підвищенні температури балона, повністю заповненого скрапленим газом, величина зрослого при цьому тиску розраховується за формулою

·α/β (15) р = Δ t · α / β (15)

– диапазон повышения температуры содержимого баллона, град.; де: Δ t - діапазон підвищення температури вмісту балона, град.;

α - коефіцієнт об'ємного теплового розширення газу, що міститься в балоні;

β - коефіцієнт об'ємного теплового стиску скрапленого газу, що міститься в балоні;

на 10 градусов даёт прирост давления на 100 атм. Для більшості газів, що використовуються в промисловості, величина α більше β на порядок, що при підвищенні Δ t на 10 градусів дає приріст тиску на 100 атм.

Вибухи балонів, що містять стиснений кисень можливі при попаданні масел та інших жирових речовин у внутрішню порожнину вентиля або балона за рахунок застосування, наприклад, незнежирених ущільнювальних прокладок. У кисневої середовищі масла і жири окислюються до пероксидів, які розкладаються вибуховим способом, крім того масла і жири в струмені кисню здатні самозайматися, що також призводить до вибуху балонів.

Балони з воднем становлять небезпеку при забрудненні водню, що міститься в них, киснем у кількості> 1% об., Оскільки при цьому утворюється вибухонебезпечна суміш, займиста в вибуховий формі за наявності відповідного імпульсу.

Балони з ацетиленом становлять небезпеку через можливість цієї речовини розкладатися з вибухом у відсутності кисню при тиску> 0,2 МПа. З-за цієї обставини балони з ацетиленом заповнені активованим вугіллям, який просочений ацетоном, що дозволяє підвищити тиск газу в балоні до 1,6 МПа.

Аварії балонів відбуваються також через відсутність відомостей про речовини, що містяться в них при повному витрачання його, а також відсутності розпізнавальної забарвлення поверхні балона і відповідних написів, в результаті чого всередину балона може бути закачаний або повітря або пальне речовина, що призведе до утворення вибухонебезпечної суміші і вибуху при наявності відповідного імпульсу спалахування.

Оскільки в балонах можуть міститися і токсичні речовини, при їх розгерметизації існує також небезпека отруєння персоналу токсичними речовинами.

9.1.2 Основні заходи безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском

Основні способи і засоби безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском регламентуються нормативним документом «Правила будови і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском» (ПБ 03-576-03), які поширюють свою дію на:

посудини, що працюють під тиском води з температурою вище 115 ^о С або інших нетоксичних, невзривопожароопасних рідин при температурі, вищій за температуру кипіння при тиску 0,07 МПа;

посудини, що працюють під тиском пари, газу або токсичних вибухопожежонебезпечних рідин понад 0,07 МПа;

балони, призначені для транспортування і збереження зріджених, стиснутих і розчинених газів під тиском понад 0,07 МПа;

цистерни та бочки для транспортування і збереження стиснутих і зріджених газів; тиск пари яких при температурі до 50 ^о С перевищує тиск 0,07 МПа;

цистерни і посудини для транспортування і збереження зріджених, стиснутих газів, рідин і сипучих тіл, у яких тиск вище 0,07 МПа створюється періодично для їх випорожнення;

барокамери.

Для управління роботою та забезпечення безпечної експлуатації посудини в залежності від призначення відповідно до вимог ПБ 03-576-03 повинні бути оснащені:

запірної або запірно-регулюючою арматурою;

приладами для вимірювання тиску;

приладами для вимірювання температури;

запобіжними пристроями;

покажчиками рівня рідини.

Запірна та запірно-регулююча арматура повинна встановлюватися на штуцерах, приєднаних безпосередньо до судини або на трубопроводах, що підводять і відвідних з нього робоче середовище. На маховику запірної арматури повинен бути позначений напрямок його обертання при відкриванні або закриванні проходу для вмісту посудини з відповідним написом. Судини для горючих речовин і токсичних речовин 1 або 2 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76, випарників з вогневим або газовим обігрівом повинні мати зворотний клапан на лінії між запірною арматурою судини і насосом (компресором), автоматично закривається тиском з посудини, наприклад, при відмові компрімірующего пристрою.

На кожній посудині або його самостійної порожнини, що має інший тиск, встановлюються манометри прямої дії. Манометр встановлюється на штуцері посудини або трубопроводі між посудиною і запірною арматурою. Між манометром та посудиною встановлюється триходовий кран для періодичної повірки приладу контрольним манометром. Манометри захищаються від впливу агресивного середовища судини буферними рідинами в сифонної (наприклад, маслом). Повірка манометра проводиться не рідше одного разу на рік спеціалізованими організаціями (з подальшим опломбуванням), а не рідше одного разу на шість місяців - власником посудини із записом у відповідний журнал.

Кожна посудина (порожнина комбінованого судини) забезпечується запобіжними пристроями від підвищення тиску вище допустимої величини. Такими пристроями є:

пружинні запобіжні клапани;

важільно-вантажні клапани;

імпульсні запобіжні пристрої (ІЗП), що складаються з головного запобіжного клапана (ГЗК) і керуючого імпульсного клапана (ІПК) прямої дії;

запобіжні пристрої з руйнуються мембранами (мембранні запобіжні пристрої - МПУ);

інші пристрої, застосування яких погоджено з Ростехнаглядом.

Установка важільно-вантажних клапанів на пересувних судинах не допускається через порушення роботи їх механізму за рахунок інерційних ефектів, що виникають при нерівномірному русі.

Відбір газів з судин на технологічні та інші потреби проводиться через редукційні пристрої, що знижують початковий тиск до необхідної величини.

Для групи посудин, що працюють при одному і тому ж тиску, допускається встановлення одного редукування тиску з манометром, запобіжним клапаном на загальному, підвідному трубопроводі до першого відгалуження до одного з судин. У цьому випадку встановлення запобіжного пристрою на самих судинах необов'язкова, якщо в них виключена можливість підвищення тиску.

Кількість запобіжних клапанів, їх розміри і пропускна здатність повинні бути вибрані з розрахунку так, щоб у посудині не створювалося тиск, що перевищує розрахункове більше, ніж на 0,05 МПа для судин з тиском до 0,3 МПа; на 15% - для судин з тиском від 0,3 до 6 МПа і на 10% - для судин з тиском> 6 МПа.

Скидаються при спрацьовуванні запобіжних пристроїв токсичні, вибухо-і пожежонебезпечні технологічні середовища направляються в закриті системи для подальшої утилізації.

Мембранні запобіжні пристрої встановлюються у таких випадках:

• замість важільно-вантажних і пружинних запобіжних клапанів, коли останні в робочих умовах не можуть бути застосовні внаслідок їх інерційності;

• перед запобіжними клапанами у випадках, коли вони не можуть працювати надійно, наприклад, через корозію, примерзання та ін причин або при можливих витоках через клапани токсичних, горючих та інших небезпечних речовин;

• паралельно із запобіжними клапанами для збільшення пропускної здатності системи скидання надлишкового тиску.

В судинах, що мають межу розділу фаз різних середовищ, встановлюються покажчики їх рівня.

9.1.3 Встановлення, реєстрація, технічний огляд і дозвіл на експлуатацію посудин, що працюють під тиском

Установка судин. Встановлюватися посудини мають на відкритих майданчиках, де немає скупчення людей або в окремо розташованих будинках. При неможливості забезпечення цих умов допускається установка судин:

• у приміщеннях, що примикають до виробничого будівлі при поділі їх капітальною стіною;

• заглибленням в грунт за умови забезпечення доступу до арматури та захисту стінок посудини від грунтової та електрохімічної корозії.

Не допускається встановлення посудин, що працюють під тиском у житлових, громадських і побутових будівлях, а також у прилеглих до них приміщеннях.

Реєстрація судин. Судини, на які поширюються Правила ПБ 03-576-03, до пуску в роботу реєструються в органах Держнаглядохоронпраці. Реєстрації не підлягають такі судини:

посудини, що працюють при тиску> 0,07 МПа з робочим середовищем, що складається з вибухонебезпечних, пожежонебезпечних або токсичних речовин першого або другого класу небезпеки, в яких добуток тиску в МПа (кг / см) на місткість в м ³ (л) не перевищує 0 , 05 (500), а також посудини з іншою робочою середовищем, в яких добуток тиску на ємність 1,0 (10000);

• резервуари повітряних електричних вимикачів;

• бочки для перевезення зріджених газів, балони ємністю до 100 л включно, встановлені стаціонарно, а також переміщаються в процесі експлуатації;

• судини, для зберігання або транспортування зріджених газів, рідин і сипучих речовин, що знаходяться під тиском періодично при їх спорожнення;

• судини із стисненими та зрідженими газами, призначені для забезпечення паливом двигунів транспортних засобів, на яких вони встановлені;

• судини, встановлені в підземних гірничих виробках.

Реєстрація судин проводиться на підставі письмової заяви власника посудини з наданням наступних документів:

паспорта, встановленої форми;

посвідчення про якість монтажу;

схеми включення судини в технологічну лінію, затвердженої керівником організації, із зазначенням джерела тиску і величини його, температури, робочого середовища, арматури, контрольно-вимірювальних приладів (КВП), засобів автоматичного керування, запобіжних і блокуючих пристроїв.

паспорта запобіжного клапана з розрахунком його пропускної здатності.

Посвідчення про якість монтажу надається організацією його виробляла і підписується керівниками обох сторін (монтажною організацією і організацією власником) з відповідними печатками. У посвідченні повинні бути наведені такі дані:

найменування обох організацій (монтажною і власника);

• найменування організації виробника;

• заводський номер посудини;

• відомості про матеріали, застосованих монтажною організацією, додатково зазначених у паспорті посудини;

• відомості про зварювання, що включають вид зварювання, тип і марку електродів, про термообробці і її режимі;

• прізвище, ім'я, по батькові зварників, термістів та номери їх кваліфікаційних посвідчень;

• результати випробувань контрольних стиків і їх неруйнівного контролю;

• висновок про відповідність виконаних монтажних робіт судин Правилам ПБ 03-576-03, проекту, технічним умовам, керівництву з експлуатації та придатності до експлуатації при вказаних в паспорті параметрах.

Орган Ростехнагляду зобов'язаний протягом 5-ти днів розглянути подану документацію. Якщо ця документація відповідає вимогам Правил ПБ 03-576-03, орган РТН в паспорті посудини ставить штамп про реєстрацію, пломбує документи і повертає їх власнику посудини. Відмова про реєстрацію повідомляється власнику посудини в письмовому вигляді із зазначенням причин відмови та посиланням на відповідні пункти Правил ПБ 03-576-03.

Якщо посудина встановлювати заново на нове місце або вносяться зміни в схему його включення в технологічну лінію, або посудина передається іншому власнику, то до пуску в експлуатацію посудина має бути перереєстрований в органах Держнаглядохоронпраці.

Для зняття з обліку зареєстрованого судини його власник надає до органу РТН заяву із зазначенням відповідних причин і паспорт посудини.

Для реєстрації судин, що не мають технічної документації виробника, паспорт судини може бути складений спеціалізованою організацією, що має ліцензію Ростехнагляду на проведення експертизи промислової безпеки технічних пристроїв.

Технічний огляд. Судини, на які поширюється дія Правил ПБ 03-576-03, піддаються технічному огляду (ТО) після монтажу, до пуску в роботу, періодично в процесі експлуатації і в необхідних випадках - позачерговому огляду.

Обсяг, методи і періодичність технічного огляду судин (за винятком балонів) визначаються виробником і вказуються в керівництві з експлуатації. Якщо таких відомостей немає, то технічний огляд проводиться відповідно до вимог ПБ 03-576-03.

Технічний огляд включає в себе:

зовнішній та внутрішній огляди з метою перевірки відповідності установки і обладнання судин вимогам Правил ПБ 03-576-03 і іншої нормативної документації, а також виявлення візуально визначаються ушкоджень (тріщини, здуття і т.п.);

гідравлічне випробування, що здійснюється з метою перевірки міцності елементів судин і щільності з'єднань (проводиться з встановленою арматурою).

Перед технічним оглядом посудину зупиняється, охолоджується (відігрівається), звільняється від робочого середовища, відключається заглушками від усіх комунікацій. Металеві судини очищаються до металу.

Якщо в посудині знаходилися токсичні речовини 1 або 2 класу небезпеки, перед внутрішнім оглядом проводиться їх нейтралізація і дегазація. Футеровка, ізоляція і інші види захисту судини від корозії повинні бути частково або повністю вилучені, якщо є ознаки їх руйнування. Судини також відключаються від електричної мережі.

У цілому періодичність технічного огляду визначається умовами експлуатації (наприклад, пересувний або стаціонарний посудину, постійний надлишковий тиск або періодичне та ін), параметрами робочого середовища (стиснутий або скраплений газ, агресивність по відношенню до матеріалу судини та ін), властивостями матеріалу, з якого він виготовлений (швидкість корозії по товщині матеріалу в мм / г, метал або неметал та ін)

Наприклад, періодичність ТО для балонів, що не підлягають реєстрації в органах Держнаглядохоронпраці, становить 5 років, якщо швидкість корозії матеріалу судини ≤ 0,1 мм / г і 2 роки, якщо швидкість корозії> 0,1 мм / г; якщо балони встановлені стаціонарно, в тому числі і на пересувних засобах, і в них зберігаються некорродірующіе гази (повітря, азот, аргон, гелій, зневоднений вуглекислий газ тощо), то технічний огляд проводиться не рідше 1 разу на 10 років.

Позачергове технічне опосвідчення посудин, що знаходяться в експлуатації, проводиться в наступних випадках:

якщо посудина не експлуатувався більше 1 року;

якщо посудина був демонтований і встановлений на новому місці;

якщо зроблені ремонт або реконструкція судини;

перед накладенням захисного покриття на стінки посудини;

після аварії судини або його елементів, що працюють під тиском;

на вимогу інспектора Ростехнагляду або відповідальної особи з нагляду за здійсненням виробничого контролю за дотриманням вимог промислової безпеки при експлуатації посудин, що працюють під тиском.

Технічний огляд посудин, не реєструються в органах РТН, проводиться особою, відповідальною за здійснення виробничого контролю за дотриманням вимог промислової безпеки при експлуатації посудин, що працюють під тиском.

Первинне, періодичне та позачергове технічне опосвідчення посудин, зареєстрованих в органах РТН, проводиться спеціалістом організації, що має ліцензію Ростехнагляду на проведення експертизи промислової безпеки технічних пристроїв небезпечних виробничих об'єктів.

На посудинах, визнаних за результатами ТО придатними до подальшої експлуатації наносяться за видачу дозволу на експлуатацію наступні відомості (на спеціальній табличці фарбою):

• реєстраційний номер;

• дозволений тиск;

• число, місяць, рік таких зовнішнього і зовнішнього оглядів і гідравлічного випробування.

Якщо при технічному огляді виявлені дефекти, які знижують міцність посудини, то експлуатація його може бути дозволена при знижених параметрах (тиск і температура), при підтвердженні цієї можливості відповідними розрахунками. Якщо при технічному огляді встановлено, що посудина має дефекти, що створюють небезпечні умови експлуатації, то його експлуатація забороняється.

Органам Ростехнагляду у виняткових випадках надається право на продовження до 3-х місяців терміну чергового технічного огляду, за обгрунтованим письмовим клопотанням власника судини.

Дозвіл на введення посудини в експлуатацію. Після реєстрації посудини інспектором РТН видається дозвіл на введення його в експлуатацію на підставі результатів технічного огляду і перевірки організації обслуговування і нагляду, при якій контролюється:

відповідність установки судини вимогам правил безпеки;

правильність включення судини в технологічну схему;

наявність атестованого робочого персоналу і фахівців;

наявність посадових інструкцій для осіб, відповідальних за здійснення виробничого контролю за дотриманням вимог промислової безпеки при експлуатації посудин, що працюють під тиском, осіб, відповідальних за справний стан і безпечну експлуатацію конкретного судини;

наявність інструкції по режиму роботи і безпечного обслуговування, змінних журналів іншої документації, передбаченої Правилами ПБ 03-576-03.

Дозвіл на введення в експлуатацію посудини, що не підлягає реєстрації в органах РТН, видається особою, призначеною наказом по організації (підприємству) для здійснення виробничого контролю за дотриманням вимог промислової безпеки при експлуатації посудин, що працюють під тиском, на підставі документації виготовлювача після технічного огляду і перевірки організації обслуговування.

Дозвіл на введення в експлуатацію посудини записується в його паспорті. Посудина може бути включений в роботу тільки після реалізації розглянутих вище вимог.

9.1.4 Нагляд, утримання, обслуговування і ремонт посудин

Організація нагляду. Власник посудини зобов'язаний забезпечити справний стан і безпечні умови його роботи. Для цього на підприємстві проводяться такі організаційні роботи:

1. призначається наказом особу, відповідальну за справний стан і безпечну роботу посудин з числа фахівців, які пройшли перевірку знань Правил ПБ 03-576-03, а також осіб, відповідальних за здійснення виробничого контролю за дотриманням вимог промислової безпеки при експлуатації посудин, що працюють під тиском, число яких залежить від кількості судин, умов їх експлуатації та ін факторів;

2. призначається необхідна кількість обслуговуючого персоналу, навченого і має посвідчення на право роботи з судинами, що працюють під тиском;

3. забезпечується проведення технічного огляду та діагностики судини у встановлені терміни;

4. визначається періодичність і порядок перевірки знань Правил ПБ 03-576-03 керівними працівниками та фахівцями;

5. організується періодична перевірка знань персоналом інструкцій з безпечного обслуговування посудин;

6. фахівці забезпечуються Правилами ПБ 03-576-03 і керівними вказівками щодо безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском, а обслуговуючий персонал - відповідними інструкціями;

7. розробляються і затверджуються інструкції для відповідального за справний стан і безпечну експлуатацію посудини і відповідального за здійснення виробничого контролю за дотриманням вимог промислової безпеки при експлуатації посудин, що працюють під тиском.

Утримання та обслуговування судин. До обслуговування судин допускаються особи навчені, атестовані і мають відповідні посвідчення. Підготовка та перевірка знань персоналу, який обслуговує посудини, проводяться у навчальних закладах, а також на курсах, спеціально створюваних на підприємстві. Особам, що успішно склали іспит, видаються посвідчення із зазначенням найменування та параметрів робочого середовища судини, до обслуговування яких вони допускаються.

Атестація персоналу, який обслуговує посудини з швидкознімними кришками (реактори), а також судин з токсичними речовинами 1 ... 4 класів небезпеки, проводиться комісією за участю інспектора Ростехнагляду, в інших випадках його участь необов'язково.

Періодична перевірка знань персоналу проводиться не рідше 1 разу на рік.

Позачергова перевірка знань персоналу проводиться в наступних випадках:

• при переході на роботу в іншу організацію;

• при внесенні змін в інструкцію по режиму роботи і безпечного обслуговування посудини;

• на вимогу інспектора РТН.

При перерві в роботі за спеціальністю> 1 року персонал після перевірки знань перед допуском до роботи проходить стажування для відновлення практичних навичок.

Результати перевірки знань персоналу оформляються протоколом з відміткою у посвідченні.

Допуск персоналу до самостійної роботи оформлюється наказом по підприємству або розпорядженням по цеху.

Підприємством розробляється і затверджується інструкція з режиму роботи і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском. Інструкція видається персоналу під розписку і перебуває на робочому місці.

Схеми включення судин в технологічний процес вивішуються на робочих місцях.

Аварійна зупинка роботи посудин, що працюють під тиском. Посудини, що працюють під тиском, негайно зупиняються в наступних випадках:

• тиск у посудині піднявся вище дозволеної величини і не знижується при прийнятті відповідних заходів персоналом;

• виявлені несправності запобіжних пристроїв від підвищення тиску;

• виявлені нещільності, випини і т.п. порушення нормального стану посудини;

• несправний робочий манометр і неможливо визначити величину тиску в посудині з інших приладів;

• знижений рівень рідини нижче допустимої величини в посудині з вогневим обігрівом;

• вийшли з ладу всі покажчики рівня рідини;

• несправні додаткові блокувальні пристрої;

• виникла пожежа, загрозливий нормального стану судини;

Крім цього аварійна зупинка судини проводиться у випадках, зазначених в інструкції щодо його безпечної експлуатації, в якій також регламентується порядок зупинки.

Факт і причини аварійної зупинки судини фіксується у змінному журналі.

Ремонт судин. Для підтримки судини в справному стані власник його зобов'язаний своєчасно відповідно до затвердженого графіка проводити ремонт. Ремонт із застосуванням зварювання проводиться за технологією виробника, конструкторської або ремонтною організацією, розробленою до початку робіт. Результати цієї роботи вносяться в паспорт посудини.

До початку ремонтних робіт скидається (до атмосферного) тиск, від'єднуються комунікації з відповідними заглушками, посудина спорожняється.

При роботі всередині посудини для висвітлення його простору застосовуються світильники, що живляться змінним електричним струмом з напругою не більше 12 В, а якщо робоча середовище вибухонебезпечне, то і у вибухобезпечному виконанні. Якщо в посудині робоче середовище - токсична або вибухонебезпечну речовину, то після його видалення посудину продувається інертним газом. Ремонтні роботи усередині судини виконується за нарядом-допуском.

9.2 Безпека експлуатації компресорних установок

9.2.1 Будова і основні характеристики компресорних установок

Компресор є машиною для підвищення тиску і переміщення газу. Компресори відносяться до класу повітря-і газодувних машин також як газодувки і вентилятори.

На відміну від вентиляторів і газодувок в компресорі газ в процесі стиснення охолоджується, а величина відношення тиску нагнітання до тиску всмоктування перевищує 3,5.

За принципом стиснення компресори діляться на об'ємні і динамічні.

В об'ємному компресорі стиск відбувається в результаті періодичного зменшення обсягу, займаного газом. По виду робочого органу об'ємні компресори діляться на поршневі, мембранні та роторні.

У динамічному компресорі стиск відбувається в результаті безперервного створення прискорень в потоці газу. За принципом дії динамічні компресори діляться на турбінні (турбокомпресори) і струменеві.

У залежності від величини робочого тиску всі компресори діляться на:

• вакуумні - початковий тиск нижче атмосферного;

• низького тиску - кінцевий тиск ≤ 1 МПа;

• середнього тиску - кінцевий тиск 1 ... 10 МПа;

• високого тиску - кінцевий тиск 10 ... 100 МПа;

• надвисокого тиску - кінцевий тиск> 100 МПа.

Кінцевий тиск може створюватися одним щаблем або послідовно кількома ступенями стиснення. Під щаблем компресора розуміється сукупність елементів, які забезпечують підвищення тиску і переміщення газу в певних напрямках і інтервалі тисків. Ступінь або групу ступенів компресора, після яких газ направляється на охолодження або споживачу, називається секцією компресора.

Величиною робочого тиску, створюваного компресором обумовлені характеристики міцності щаблі, конструкція клапанів, конструкційні матеріали.

Компресори можуть бути стаціонарними та пересувними, а в залежності від компріміруемой середовища - повітряними, газовими та холодильними.

У компресорну установку поряд з компресором входять:

• електропривод (як правило);

• межступенчатая і кінцева теплообмінна апаратура;

• вологомастиловідділювачі;

• трубопроводи обв'язування ступенів;

• засоби автоматичного контролю і регулювання параметрів стиснення;

• засоби захисту.

Поршневі компресори. Поршневі компресори є машинами об'ємної дії, в яких зміна обсягу здійснюється поршнем, що чинять прямолінійний зворотно-поступальний руху в циліндрі.

-образные, W -образные, прямоугольные). Поршневі компресори можуть бути одно-, двох-і багатоциліндровими, а по розташуванню осей циліндрів в просторі горизонтальними, вертикальними і кутовими (V-подібні, W-образні, прямокутні).

Горизонтальні поршневі компресори в залежності від розташування циліндрів по відношенню до осі колінчастого валу можуть бути односторонніми і оппозітнимі.

Поршневий компресор складається з наступних основних груп деталей: циліндричної; механізму рухів; допоміжного обладнання.

У циліндричну групу входять вузли циліндра, поршня і ущільнення.

Група деталей механізму руху включає в себе картер, корінний вал, крейцкопфа і шатуни.

Група деталей допоміжного обладнання складається з вузла мастила, фільтрів, холодильників, вологомастиловідділювача, ресиверів, системи регулювання та захисту.

Вертикальні поршневі компресори займають меншу площу, ніж горизонтальні, а фундамент, що сприймає вертикальні навантаження, має меншу масу.

Кутові поршневі компресори набули найбільшого поширення, завдяки кращій компактності і меншою масою порівняно з попередніми компресорами.

Поршневі компресори найбільш часто застосовуються для одержання стисненого повітря.

Мембранні компресори. Мембранні компресори є машинами об'ємної дії, в яких зміна обсягу досягається мембраною, що здійснює коливальні рухи. Мембрана повністю ізолює стискається газ від навколишнього простору, запобігаючи потрапляння масла і води в компріміруемую середу. ₂ , CI ₂ и др. газов). Мембранні компресори застосовуються там, де потрібно одержання стисненого газу високої чистоти (наприклад, при компримування О _2, F _2, CI ₂ та інших газів).

Недоліками мембранних компресорів є: мала частота обертання вала; великі габарити і маса; мала довговічність мембран.

Роторні компресори. Роторні компресори також є машинами об'ємної дії. Зміна обсягу в них здійснюється ротором, що здійснюють обертальний рух.

У залежності від конструкцій робочої камери роторні компресори поділяються на пластинчасті, рідинно-кільцеві, гвинтові, шестерні і роторно-поршневі.

Робоча камера в пластинчастому компресорі, наприклад, утворюється корпусом і ексцентрично розташованим по відношенню до нього ротором, в якому є рухомі або гнучкі пластини.

Турбокомпресори. У компресорах цього типу прискорення газового потоку відбувається в результаті його взаємодії з обертовою гратами лопаток.

По напрямку потоку в меридіональної площині колеса турбокомпресори діляться на радіальні, осьові, діагональні і вихрові.

Якщо в радіальному компресорі потік газу направлений від центру до периферії, його називають відцентровим; якщо від периферії до центру - доцентровим.

У радіальних відцентрових компресорах тиск газу створюється дією відцентрових сил, що виникають в обертовому газовому потоці. У порівнянні з поршневими компресорами відцентрові турбокомпресори мають наступні переваги:

• газ не забруднюється мастилом, тому що воно подається тільки в підшипники;

• завдяки більшій частоті обертання вала досягається велика продуктивність;

• практична відсутність вібрації дозволяє споруджувати полегшений фундамент;

• через рівномірної подачі газу відпадає необхідність в ресіверах.

До недоліків відцентрових компресорів можна віднести погіршення техніко-економічних показників при збільшенні ступеня стиснення, а також менша в порівнянні з поршневими компресорами величина досягається тиску газу (до 35 МПа).

Для досягнення більшої продуктивності турбокомпресора по стисливому газу (> 25 м ³ / с) застосовуються осьові компресори, принцип дії яких полягає у перетворенні кінетичної енергії рухомого газу в енергію тиску на лопатках ротора і статора.

Осьові компресори мають більший коефіцієнт корисної дії (ККД), менші масу і габарити в порівнянні з радіальними компресорами.

Струминні компресори. У струминних компресорах прискорення газового потоку відбувається в результаті змішування потоків різних питомих енергій. Стиснення пасивного газу, що подається під низьким тиском, відбувається за рахунок кінетичної енергії активного газу, що подається під високим тиском. Таким чином, запас енергії активного газу використовується для стиснення пасивного газу, в результаті виходить потік, витрата якого більше, а тиск менше, ніж у активного газу.

Економічність струминного стиснення газів значно нижче, ніж механічного.

При зіставленні техніко-економічних показників повітряних компресорів різних типів однакової продуктивності слід, що поршневі компресори більш економічні, ніж машини інших типів, але поступаються їм за металоємності, габаритам і надійності.

Компресори двох основних типів - поршневі і турбінні - не конкурують, а доповнюють один одного. Однак застосування турбокомпресорів краще при продуктивності 15 м ³ / с і вище.

9.2.2 Небезпеки, що виникають при роботі компресорних установок

Основними джерелами небезпек при експлуатації компресорних установок є:

• підвищений (в порівнянні з атмосферним) тиск газу;

• розрідження (знижений в порівнянні з атмосферним тиск газу) на всмоктуючий лінії (всасе);

• підвищення температури спалюваного газу;

• зворотно-поступальний і обертальний рух робочих органів;

• можливість зрідження окремих компонентів стисливих газових сумішей;

• наявність в обсязі стиснення горючих та токсичних речовин.

Високий тиск газу, що створюється компресором, сприяє порушенню міцності матеріалів, з яких виготовлені деталі ступенів. У результаті порушення міцності деталей можливо поява здуттів, тріщин і т.п., що неминуче призводить до фізичного вибуху. Підвищення тиску газу відбувається практично адіабатично, що веде до нагрівання стисливого газу і машини до високої температури (400 ⁰ С і>).

На всмоктуючої лінії компресорних установок тиск газу прагне бути нижче атмосферного (розрідження), що при розгерметизації трубопроводів може призвести до потрапляння кисню повітря в компріміруемий горючий газ, або горючих газів у компріміруемий повітря. Дана обставина сприяє утворенню вибухонебезпечної суміші в циліндрах і порожнинах компресорів, що при наявності високої температури призведе до хімічного вибуху.

Висока температура стисливого газу крім вищевказаного явища призводить до зменшення в'язкості мастила, що ініціює його розпорошення і посилення термічного розкладання. При цьому виділяються водень, граничні і неграничні легкі вуглеводні, в т.ч. ацетилен, а це сприяє утворенню вибухонебезпечних сумішей, якщо компріміруется повітря. Мастило, розкладаючись при високій температурі, сприяє утворенню так званого нагару на стінках циліндрів, клапанних пристроїв і нагнітальних трубопроводів, що представляє собою тверді продукти розкладання (вуглець, смоли, кокс, асфальтени та ін.) Нагар веде до збільшення тертя між рухомими деталями, місцевим перегрівів, заклинювання поршнів в циліндрах поршневих компресорів.

Зворотно-поступальний і обертальний рух робочих органів компресорних установок з-за неврівноваженості рухомих мас є головною причиною генерування вібрації. При цьому вібрація небезпечний як для самої компресорної установки, так і для обслуговуючого персоналу. Для компресорної установки вібрація небезпечна за рахунок того, що зменшує міцність матеріалу і з'єднань деталей один з одним у всіх вузлах машини. Для обслуговуючого персоналу вібрація небезпечна тим, що викликає підвищене відкладення солей у суглобах, звуження кровоносних судин і, як наслідок, підвищення кров'яного тиску та ін небезпечні для людини явища. Вібрація є також головною причиною генерування шуму з високими рівнями звуку (80 дБА і>), який призводить до порушення нормального функціонування практично всіх систем організму людини (приглухуватість, зниження гостроти зору, гіпертонія, неврози та ін.)

₃ , CI ₂ , SO ₂ , CO ₂ и др.) возможно образование капель сжиженного газа, которые инициируют гидравлические удары, что вызывает эрозию и разрушение поршня и головки поршневого компрессора. При компримування легкосжіжаемих газів (NH _3, CI _2, SO _2, CO ₂ та інших) можливе утворення крапель скрапленого газу, які ініціюють гідравлічні удари, що викликає ерозію і руйнування поршня і головки поршневого компресора.

При компримування горючих газів, крім зазначених вище небезпек, при розгерметизації ступенів компресора і нагнітальних трубопроводів можливе утворення вибухонебезпечних газоповітряних сумішей в об'ємі приміщення, де розміщується машина, що призводить до вибуху і руйнування не тільки компресорної установки, але й приміщення (будівлі).

При компримування токсичних речовин вищевказані несправності в роботі компресорної установки можуть призвести до масових отруєнь обслуговуючого персоналу і населення, оскільки концентрації цих речовин у повітрі можуть перевищувати відповідні ГДК.

При раптовій зупинці компресорної установки, наприклад, при відключенні електроенергії, можливе надходження зазначених вище речовин з ємностей, апаратів і т.п. назад в машину, а з неї в приміщення, викликаючи розглянуті вище явища.

9.2.3 Основні способи і засоби безпечної експлуатації компресорних установок

Безпечна експлуатація компресорних установок регламентується такими нормативними документами: «Правила будови і безпечної експлуатації стаціонарних компресорних установок, повітропроводів і газопроводів» (ПБ 03-581-03); «Правила будови і безпечної експлуатації компресорних установок з поршневими компресорами, що працюють на вибухонебезпечних і шкідливих газах »(ПБ 03-582-03).

Для запобігання аварій, пов'язаних з перевищенням робочого тиску, на всіх щаблях стиснення встановлюються запобіжні клапани. У тих випадках, коли запобіжний клапан не може працювати надійно (наприклад, низька пропускна спроможність) перед запобіжним клапаном встановлюється розривна мембрана. Ті й інші запобіжні пристрої встановлюються до запірної арматури і до зворотного клапана.

Для забезпечення надійної змащення (особливо поршневих компресорних установок) передбачається подача масла під тиском спеціальними циркуляційними системами з циклічною фільтрацією його у фільтрах. Всі лінії подачі масла в системі змащення циліндрів і сальників забезпечуються зворотними клапанами. На кожному ступені компримування газу встановлені манометри для контролю тиску масла. Для змащення циліндрів і сальників газових компресорних установок застосовуються олії з температурою спалаху парів не менше, ніж на 20 ⁰ С вище температури повітря, що нагнітається газу. Як правило, температура спалаху парів компресорних мастил> 200 ⁰ С, а температура самозаймання не менше 400 ⁰ С.

Для змащення кисневих компресорних установок мастильні масла не застосовуються, а мастило таких машин здійснюється водно-гліцеринової емульсією (гліцеринове мило, 10% розчин гліцерину у воді).

Для змащення хлорних компресорних установок застосовується концентрована сірчана кислота, яка на відміну від інших речовин не піддається хлоруванню.

Багатоступеневі компресорні установки мають систему охолодження стисливого газу після кожного ступеня у спеціальних холодильниках-сепараторах, що запобігає підвищення температури і газу та машини, а також потрапляння в циліндри знижених газових компонентів.

Для згладжування пульсацій тиску стисненого газу між поршневим компресором і магістраллю встановлюються буферні ємності і зворотний клапан (між ємністю і компресором). При цьому буферні ємності (ресивери) встановлюються на відритої та огородженому майданчику і забезпечені арматурою для спуску води і масла, манометрами, запобіжними клапанами, лазами і люками.

З метою запобігання утворенню вибухонебезпечних газових сумішей в циліндрах і порожнинах компресорних установок тиск на всасе підтримується вище атмосферного, а система енергопостачання машини зблокована з станом лінії всмоктувача таким чином, що відбувається відключення енергоживлення електроприводу при зниженні тиску на всасе нижче атмосферного або при наявності кисню у вступнику газі.

Зниження генерується компресорними установками вібрації досягається шляхом встановлення їх на масивні фундаменти, а між ними - віброізоляторів.

На випадок порушення герметичності компресорної установки передбачається робочий й аварійна вентиляція, що включається автоматично при перевищенні ГДК або НКРП в повітрі робочої зони.

Для контролю загазованості за ГДК і НКПРП у виробничих приміщеннях (робочій зоні відкритих зовнішніх установок) передбачаються кошти автоматичного газового аналізу з сигналізацією про наближення концентрацій небезпечних речовин до критичних значень.

Для забезпечення безаварійної роботи компресорні установки забезпечуються необхідними контрольно-вимірювальними приладами (термометри, манометри, витратоміри та ін), а також звуковою та світловою сигналізацією про порушення експлуатаційних параметрів.

Для обслуговуючого персоналу в приміщенні компресорної влаштовується Звукоізольована кабіна, що забезпечує необхідний огляд навколишнього простору. Рівень звуку в кабіні не повинен перевищувати 80 дБА. Кабіна повинна бути обладнана засобами зв'язку з технологічно сполученими з машиною приміщеннями. У кабіні, як правило, розміщуються щити управління роботою компресорних установок.

Компресорні установки розміщуються в окремо стоять, з підвітряного боку по відношенню до інших будівель підприємства. При цьому в бік інших будівель повинна бути орієнтована глуха стіна компресорної.

З метою попередження руйнування будівлі компресорної при можливому вибуху дах виконується легкоскидних, а скління-стрічковим. При цьому має дотримуватися умова: сумарна площа вікон, дверей і легкоскидних панелей покриттів повинна становити не менше 0,05 м ² на 1 м ³ об'єму приміщення компресорної.

До обслуговування компресорних установок допускаються машиністи і апаратники, які пройшли спеціальну підготовку, атестовані і мають відповідні посвідчення на право експлуатації цих небезпечних машин.

10. Безпека експлуатації вантажопідіймальних машин

10.1 Загальні відомості про вантажопідіймальних машинах

Вантажопідйомні машини - машини циклічної дії, призначені для підйому і переміщення вантажів на невеликі відстані в межах певної площі промислового підприємства.

За цільовим застосування вантажопідйомні машини (ГПМ) поділяються на машини загального та спеціального призначення.

Вантажопідйомні машини загального призначення є універсальними і призначені для виконання різноманітних підйомно-транспортних операцій.

Вантажопідйомні машини спеціального призначення призначені для виконання підйомно-транспортних робіт при здійсненні конкретних технологічних операцій і процесів.

За конструктивним виконанням вантажопідйомні машини класифікуються на:

• підйомні механізми;

• підйомники;

• вантажопідйомні крани;

• навантажувачі;

• маніпулятори.

Підйомні механізми (домкрати, талі, лебідки) - призначені для підйому вантажів невеликої маси (до 10 т) на невелику висоту (домкрати і талі), а також переміщення вантажів на невеликі відстані (лебідки). Силовий привід у цих машин може бути ручним, пневматичним, гідравлічним і електричним. Підйомні механізми застосовуються, як правило, при виконанні будівельно-монтажних робіт.

Підйомники - використовуються для підйому вантажу і людей у спеціальних грузонесущих пристроях, що рухаються по жорстких вертикальним (похилим) направляючих або рейковому шляху. За способом передачі силового впливу від приводу до грузонесущим пристроїв розрізняють канатні, ланцюгові, рейкові, гвинтові і плунжерні підйомники. Підйомники мають, як правило, електричний привід, рідше - гідравлічний.

За призначенням підйомники поділяються на:

• ліфти - підйомники безперервної дії з вертикальним рухом кабіни або платформи по жорстких напрямних, встановленим в огородженій з усіх сторін шахті;

• фунікулери - підйомники для перевезення вантажів або пасажирів у вагонах, що рухаються по похилому рейковому шляху з канатною тягою;

• скіпові підйомники - пересувні або стаціонарні установки для підйому сипучих вантажів у скіпах (спеціальних ковшах) по похилих або вертикальних напрямних. Знаходять застосування в шахтах, рудниках, кар'єрах і ін;

• будівельні підйомники - переміщаються по вертикальних напрямних платформи (кабіни) з вантажем (людьми) для доставки їх на поверхи споруджуваних будинків або споруд.

Вантажопідіймальні крани. Вантажопідіймальні крани (ГК) є найбільш поширеним засобом механізації вантажно-розвантажувальних робіт на промислових підприємствах. ГК класифікуються:

• за конструктивним виконанням (мостового типу, стрілового типу, самохідні та ін);

• по конструкції загарбного пристрої (крюки, грейфери (для сипучих матеріалів), магнітні та ін);

• за видом переміщення (стаціонарні та пересувні);

• по конструкції ходового пристрою (рейкові, гусеничні, канатні, крокуючі, плавучі);

• за видом приводу механізмів (ручні, електричні, гідравлічні, пневматичні та ін);

• за ступенем повороту стріли (повноповоротні, неполноповоротние, неповоротні);

• за способом опирання (опорні й підвісні).

Навантажувачі. Використовуються переважно для навантаження, розвантаження і транспортування штучних і насипних вантажів. Навантажувачі можуть бути періодичної дії (штучні та насипні вантажі) і безперервної дії (для насипних вантажів). Найбільш поширені навантажувачі, змонтовані на автомобільному шасі. При роботах всередині приміщень застосовуються електронавантажувачі.

Роботи і маніпулятори. Робот - автоматична машина, що виконує рухові і керуючі функції, які замінять аналогічні функції людини при переміщенні вантажів. Вантажопідйомність роботів може досягати кілька тонн.

Маніпулятори - машини, використовувані для механізації складських робіт, при монтажі обладнання, для операцій з установки важких деталей на металообробні верстати та в інших випадках.

10.2 Основні небезпеки, що виникають при експлуатації вантажопідіймальних машин

При експлуатації вантажопідіймальних машин можуть виникати такі небезпеки:

обрив вантажу і його падіння з висоти при незадовільному стані вантажозахоплювальних пристроїв, при порушенні цілісності тросів і канатів;

падіння піднятого вантажу і самої ГПМ (наприклад, вантажопідйомного крана) при втраті стійкості системи (за рахунок вітрового напору, незбалансованості мас, сходу з рейкової колії, перевищення нормативної вантажопідйомності, при перервах у подачі електроенергії).

Всі вантажопідіймальні машини відносяться до небезпечних виробничих об'єктів.

10.3 Забезпечення безпечної експлуатації вантажопідіймальних машин

Для запобігання доступу людей у небезпечну зону роботи ГПМ влаштовуються захисні огородження. Захищаються також всі рухомі доступні для дотику людьми органи і системи ГПМ (троси та ін.)

Для запобігання падіння вантажу при відмові приводних пристроїв (наприклад, електродвигунів) застосовуються гальмівні механізми (стопорні, спускові та ін). Гальмівні пристрої використовуються також для запобігання неконтрольованого переміщення ГПМ, наприклад, по підкранових рейковому шляху.

Для зупинки неконтрольованого руху та їх органів у крайніх точках (по висоті, довжині та ін) застосовуються кінцеві вимикачі, що відключають енергоджерело при наближенні ГПМ до небезпечної точки.

Широко застосовуються обмежувачі вантажопідйомності, автоматично відключають механізм підйому вантажу, маса якого більше граничної на 10%.

Крім перерахованих застосовуються і інші спеціальні пристрої, що забезпечують безпечну експлуатацію вантажопідіймальних машин.

Поряд із запобіжними пристроями застосовуються також прилади безпеки, які сигналізують персоналу про наявність або виникнення відповідної небезпеки: покажчики вантажопідйомності, сигналізатори небезпечного електричної напруги в близи ГПМ, анемометри, що попереджають про небезпечну швидкості вітру та ін

Всі вантажопідйомні машини підвідомчі органам Ростехнагляду, також як і посудини, що працюють під тиском.

Стаціонарно встановлені на підприємствах ГПМ підлягають реєстрації, поточного нагляду і технічному огляду.

Безпечна експлуатація і технічне опосвідчення вантажопідіймальних машин регламентуються наступними нормативними документами:

• ПБ 10-382-00 "Правила пристрою і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів»;

• ПБ 10-518-02 "Правила пристрою і безпечної експлуатації будівельних підйомників»;

• ПБ 10-6-03 «Правила будови і безпечної експлуатації підйомників»;

• ПБ 10-558-03 "Правила пристрою і безпечної експлуатації ліфтів»;

• ПОТ РМ 00-98 «Правила з охорони праці при вантажно-розвантажувальних роботах і розміщенні вантажів» та ін

Відповідно до зазначених документів наводиться повне або часткове технічне опосвідчення ГПМ.

Повний технічний огляд - зовнішній огляд, статичне і динамічне випробування ГПМ під навантаженням.

Часткове технічне опосвідчення - тільки зовнішній огляд ГПМ.

Повному технічному огляду підлягають усі ГПМ перед введенням в роботу (первинне), а також періодично не рідше 1 разу на 3 роки.

Частковому технічному огляду ГПМ піддаються кожні 12 місяців.

Окремо технічно оглядаються вантажозахоплювальні пристрої.

Вимоги до персоналу, який обслуговує вантажопідіймальні машини:

спеціальне навчання і атестація;

наявність посвідчення на право експлуатації ГВМ.

11. Безпека експлуатації котельних установок

11.1 Загальні відомості про котельних установках

Котельна установка - комплекс пристроїв для одержання водяної пари під тиском (або гарячої води). Котельна установка (КУ) складається з наступних основних систем:

• котлоагрегату;

• газо-і повітропроводів;

• трубопроводів пари та води;

• арматури (відключають, регулюючі, сполучні і т.ін. пристрої);

• тягодуттьових пристроїв;

• споруд водопідготовки та ін

Потужні котельні установки займають приміщення об'ємом в сотні тисяч м ³ і виробляють до 4 тисяч т пари на добу.

Основним спорудою будь котельної установки є парогенератор - апарат для виробництва водяної пари.

Парогенератор, в якому пар одержують за рахунок тепла спалюваного органічного палива, називається паровим котлом, а при використанні електричної енергії - електрокотлом.

Паровий котел - пристрій, що має топку для спалювання вуглеводневого палива, призначене для отримання пари з тиском вище атмосферного.

Сучасний паровий котел являє собою агрегат, конструктивно об'єднує в собі комплекс пристроїв для отримання пари під тиском або гарячої води за рахунок спалювання палива. Головною частиною такого котлоагрегату є топкова камера з газоходами, в яких розміщені поверхні нагрівання, що сприймають тепло продуктів згоряння палива (пароперегрівач, водяний економайзер, воздухоподогреватель). Елементи котлоагрегату спираються на каркас і захищені від втрат тепла обмурівкою і теплоізоляцією.

У топкової камері відбувається часткове згорання палива і часткове охолодження продуктів згоряння, за рахунок нагріву труб, що покривають стіни камери згоряння (топкові екрани), по яких циркулює вода або пар. На виході з топки гази мають температуру ~ 1000 ⁰ С і на шляху їх руху встановлюються пароперегрівачі (трубчасті змійовики). Після пароперегрівачів температура газів становить 700 ... 600 ^о С і далі тепло від них відбирається у водяному економайзері і воздухоподогревателе. Температура газів, після розглянутих пристроїв знижується до 170 ... 130 ^о С. Подальше зниження температури газів, що відходять шляхом корисного використання їх тепла перешкоджає конденсація парів води і сірчаної кислоти на робочих поверхнях, що призводять до осадження на них золи і корозії.

Охолоджені гази через систему золоуловлювання і сіркоочистки викидаються з димової труби в атмосферу. Тверді продукти згоряння палива періодично або безперервно видаляються з котлоагрегату і направляються в золошламонакопітелі.

Котлоагрегат, наприклад, для енергоблоку потужністю 300 МВт представляє собою споруда заввишки> 50 м і в плані займає площу ~ 1000 м ^2. На спорудження такого агрегату, витрачається ~ 4500 т металу, з яких ~ 33% припадає на трубні системи, що працюють під тиском> 2,5 МПа.

В якості палива в котлоагрегатах використовуються:

природний газ;

мазут;

кам'яне вугілля;

горючі сланці;

торф.

11.2 Основні небезпеки, що виникають при експлуатації котельних установок

Котельні установки відносяться до небезпечних виробничих об'єктів тому при їх експлуатації можлива реалізація наступних потенційних небезпек (основних):

неконтрольовані вибухи газоповітряних і аерозольних горючих систем;

• фізичні вибухи систем, що працюють під тиском;

• руйнування трубопроводів з парою і гарячою водою за рахунок температурних градієнтів, обумовлених відкладенням солей жорсткості (накипу) з води, що нагрівається на нагрітих поверхнях;

• генерування вібрації і шуму за рахунок роботи дробильних, розмелювальних і транспортних агрегатів, а також тягодуттьових пристроїв;

• небезпека термічних опіків при контакті працюють з нагрітими поверхнями і парою;

• забруднення атмосфери, гідросфери та літосфери газоподібними, аерозольними, рідкими і твердими відходами;

• забруднення навколишнього природного середовища невикористаної теплотою газів, що відходять, охолоджуючої води і твердофазних відходів.

11.3 Основні способи забезпечення безпечної експлуатації котельних установок

З метою безпечної експлуатації котельних установок застосовується наступна арматура безпеки:

манометри, для контролю тиску середовища (води, пари та ін);

запобіжні пристрої для скидання надлишкового тиску робочого середовища (розривні мембрани, запобіжні клапани, тощо);

парозапорние вентилі для відключення КУ від парової магістралі;

водозапірна вентилі (засувки) для впуску води в КУ і регулювання її кількості;

зворотний живильний клапан, що запобігає пропуск води з КУ назад в живильне магістраль при аварії на живильному трубопроводі;

повітряні клапани для видалення з КУ повітря і ін газів.

Вся арматура повинна мати сертифікати (паспорти), де відображаються параметри експлуатації, схеми включення в технологічну систему та ін відомості.

З'єднання трубопроводів котельних установок виконуються фланцевими або зварними.

Котельні установки обладнуються також необхідною гарнітурою безпеки:

заслінки і шибери для регулювання тяги і дуття;

лази в обмуровці для огляду камери згоряння, газоходів та ін поверхонь нагріву і футеровки;

запобіжні вибухові клапани для захисту обмурівки і каркаса КУ від руйнувань при вибухах горючої суміші в топці і газоходах;

затвори на шлакових і золових бункерах для видалення шлаку і золи з топки, газоходів і ін місць.

З метою попередження вибухів автоматично контролюється температура топкових газів, пари і води, причому системи контролю блокуються з поживними системами (по паливу та воді), які відключаються при перевищенні критичних величин температур.

Для забезпечення безпеки процесу розпалювання КУ передбачаються автоматичні системи контролю й регулювання подачі пального на запальник і в топку.

Особливе значення для безпечної експлуатації КУ є, пом'якшення живильної води з метою попередження утворення накипу на нагрітих поверхнях. ( HCO ₃ ) ₂ ; Mg ( HCO ₃ ) ₂ ; CaSO ₄ ; MgSO ₄ ; MgCI ₂ ) обеспечивающие карбонатную и некарбонатную жёсткость воды. При пом'якшенні (знесолюванні) води з неї видаляють солі жорсткості (Ca (HCO _{3) 2;} Mg (HCO _{3) 2;} CaSO _4; MgSO _4; MgCI ₂₎ забезпечують карбонатну і некарбонатну жорсткість води.

Пом'якшення живильної води проводиться з допомогою іонообмінних смол (катіоніти і аніоніти), а також реагентними методами (обробка кислотами з випаданням солей жорсткості в осад).

Проектування, експлуатація, утримання і т.п. котельних установок підвідомчі органам Ростехнагляду (котлонадзор).

Безпечна експлуатація котельних установок регламентується низкою нормативних документів:

ПБ 10-574-03 "Правила пристрою і безпечної експлуатації парових та водогрійних котлів»;

ПБ 10-575-03 "Правила пристрою і безпечної експлуатації електричних котлів та електрокотельня»;

ПБ 10-573-03 "Правила пристрою і безпечної експлуатації трубопроводів пари та гарячої води»;

ПБ 03-576-03 "Правила пристрою і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском» і ін

12. Безпека експлуатації газового господарства підприємства

12.1 Призначення і загальна характеристика газового господарства

Газове господарство підприємства призначено для забезпечення паливом котельних установок з метою опалення приміщень і отримання електроенергії на теплових електростанціях.

В якості палива можуть використовуватися природні гази газових і нафтових родовищ і зріджені вуглеводневі гази (ЗВГ).

Газопроводи систем газопостачання залежно від тиску транспортованого газу поділяються на:

• газопроводи високого тиску 1-ої категорії (0,6 ... 1,2 МПа для природного газу; 0,6 ... 1,6 МПа для ЗВГ);

• газопроводи високого тиску 2-ої категорії (0,3 ... 0,6 МПа);

• газопроводи середнього тиску (0,005 ... 0,3 МПа);

• газопроводи низького тиску (≤ 0,005 МПа).

Газопроводи на території промислового підприємства прокладаються, як правило, надземно. Підземна прокладка газопроводів повинна бути обгрунтована з урахуванням корозійної активності грунту, наявності блукаючих струмів та ін факторів. Введення газопроводів у будинок повинен здійснюватися безпосередньо в приміщення, де знаходяться агрегати, що споживають газ, або чи є в суміжне з ним приміщення за умови з'єднання цих просторів відкритим отвором. Вводи не повинні проходити через фундаменти і під ними, через підвали, вентиляційні камери, трансформаторні підстанції, складські приміщення, приміщення, що мають категорії А і Б за пожежовибухонебезпеки.

У системах газопостачання для зниження тиску газу влаштовуються газорегуляторні пункти (установки) (ГРП, ГРУ). На газопроводах перед введенням в будівлю і газорегуляторних пунктів (ГРП) встановлюються пристрої, що відключають (засувки, вентилі і т.п.). Газорегуляторні пункти оснащуються засобами автоматичного контролю і регулювання витрати, температури, тиску та ін параметрів, забезпечення безперебійного газопостачання виробничих об'єктів.

12.2 Небезпеки, що виникають при експлуатації газового господарства

Звертаються в системі газового господарства підприємства речовини є токсичними та пожежовибухонебезпечними. Природний газ являє собою суміш різних речовин (метан, діоксид вуглецю, азот, сірководень, тощо), зріджені вуглеводневі гази найчастіше представлені пропаном. У природному газі всіх родовищ Росії превалює метан (~ 90% об.). Функціональне токсичну дію на організм людини основних компонентів природного і зрідженого вуглеводневого газів полягає в пригніченні функцій центральної нервової системи.

Особлива небезпека природного і зрідженого вуглеводневого газів полягає в їх горючих властивості, тому що їх суміші з повітрям легко вибухають при наявності імпульсу спалахування. Вибухи таких сумішей в приміщеннях можуть створювати надлишковий тиск повітря значно більше 5 кПа, що призводить руйнувань обладнання, будівель, а також людських жертв.

При експлуатації газового господарства можливі також і фізичні вибухи за рахунок підвищеного тиску транспортуються по газопроводах речовин.

12.3 Основні способи безпечної експлуатації газового господарства підприємств

Оскільки описані вище небезпечні речовини містяться в трубопроводах, обладнанні, приладах і т. п. газового господарства, необхідно забезпечувати їх герметизацію. Найбільш кращим способом герметизації в цьому випадку є нероз'ємні з'єднання елементів трубопроводів і обладнання шляхом зварювання. При використанні рознімних з'єднань перевагу слід віддавати фланцевим з'єднанням. Для захисту устаткування газового господарства, розташованого на відкритому повітрі або під землею, від корозії застосовуються спеціальні покриття (фарби, мастики і т.п.).

На випадок аварійної ситуації в газовому господарстві, наприклад, розгерметизація газового опалювального приладу, на поживних газопроводах встановлюються швидкодіючі відсічні клапани, що відключають потік палива за час не перевищує 3 с. Запірні клапани встановлюються після запірного пристрою (на вході газопроводу в систему) перед газорозподільним пунктом і на відводах газопроводу до споживачів після ГРП.

Для запобігання фізичних вибухів, ініційованих високим тиском газу, в газорозподільному пункті встановлюється 2 і більше запобіжних скидних клапана (ПСК). Скидні трубопроводи від ПСК виводяться назовні на висоту не менше 2 м від гребеня даху будівлі і не менше 5 м від поверхні землі.

На газопроводах перед кожним споживачем послідовно встановлюються 2 запірних пристрої, а між ними - продувний трубопровід (свічка безпеки).

З метою попередження прояву імпульсів займання все електроустаткування газорегуляторних пристроїв, газорозподільних пунктів, засобів автоматичного контролю й регулювання параметрів виготовляється у вибухобезпечному виконанні.

13. Електробезпека

Електрика широко застосовується у всіх сферах діяльності людини (промислової, сільськогосподарської, побутової, медичної та ін.) Надаючи людству неоціненну допомогу в його прогресивному розвитку, електрика в певних ситуаціях є небезпечним для людини чинником. Тому в практичному житті людини велика увага приділяється питанням електробезпеки.

Електробезпека - система організаційних, інженерно-технічних, правових та інших заходів, що забезпечують захист людей від шкідливого і небезпечного впливу електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля, статичного і атмосферної електрики.

13.1 Дія електричного струму на організм людини

Включаючись в електричний ланцюг постійного або змінного струму, людина піддається як місцевому, так і загальному його дії.

Місцева дія електричного струму призводить до ураження частіше всього шкірного покриву, а іноді м'язових тканин, сухожиль і кісток. Оскільки зазначені поразки відбуваються за короткий проміжок часу, результат такої дії називається електротравм.

Розрізняють такі види електротравм: електричні опіки, електричні знаки; електрометаллізація шкірного покриву; електроофтальмія; механічні пошкодження.

Електричний опік - найбільш поширена електротравма (~ 60 ... 65% постраждалих). Опіки бувають двох видів: струмовий (або контактний) і дугового.

Токовий опік обумовлений проходженням струму через тіло людини в результаті контакту з струмоведучою частиною електрообладнання і є наслідком перетворення електричної енергії в теплову. Оскільки шкірний покрив людини має у багато разів більшим опором, ніж інші тканини тіла, то в ній виділяється велика частина теплоти. Розрізняють чотири ступені опіків: I - почервоніння шкіри; II - утворення пухирів, наповнених лімфою; III - омертвіння всієї товщі шкірного покриву; IV - обвуглювання тканин. Тяжкість ураження людини обумовлюється як ступенем опіку, так і площею обпаленої поверхні тіла. Струмові опіки виникають при діючих напругах 1 ... 2 кВ і частіше за все є опіками I і II ступеня; іноді бувають і більш важкі випадки.

Дугового опік виникає при більш високих діючих напругах (> 2 кВ), коли між токоведущей частиною електрообладнання і тілом людини утворюється електрична дуга (температура дуги вище 3500 ° С). Дугові опіки, як правило, важкі - III або IV ступеня.

Електричні знаки - чітко окреслені плями сірого або блідо-жовтого кольору на поверхні шкірного покриву людини, що зазнала впливу струму. Електричні знаки бувають у вигляді подряпин, ран, порізів, забитих місць, крововиливів в шкірний покрив, мозолястих утворень, бородавок. Іноді форма знака відповідає формі струмоведучих частини, до якої доторкнувся потерпілий, а також може нагадувати фігуру блискавки. Уражена ділянка шкіри твердне подібно мозолі і згодом відмирає. У більшості випадків електричні знаки безболісні та їх лікування закінчується благополучно: з плином часу верхній шар шкіри сходить і уражене місце набуває первинний колір, еластичність і чутливість. Електричні знаки виникають досить часто, приблизно у кожного п'ятого потерпілого від дії електричного струму.

Електрометаллізація шкірного покриву - проникнення в її верхні шари (на глибину в частки мм) дрібних частинок металу, розплавився під дією електричної дуги. Це може відбутися при коротких замиканнях, відключенні рубильників під навантаженням і в інших випадках. У місці поразки шкірний покрив стає шорстким і жорстким, постраждалий в місці ураження зазнає напругу шкірного покриву від присутності в ньому стороннього тіла і біль від опіку за рахунок теплоти занесеного в шкіру металу. З плином часу уражену ділянку відторгається і набуває нормального вигляду, хворобливість зникає (електрометаллізація шкіри спостерігається у 10% постраждалих).

Електроофтальмія - запалення зовнішніх оболонок очей, що виникає в результаті впливу потужного потоку ультрафіолетових променів, які енергійно поглинаються клітинами організму, що викликають у них хімічні зміни. Таке опромінення можливе за наявності електричної дуги, наприклад, що виникла при короткому замиканні, яка є потужним джерелом у т.ч. ультрафіолетового й інфрачервоного електромагнітних випромінювань.

Механічні ушкодження - виникають в результаті різких мимовільних судомних скорочень м'язів під дією струму, що проходить через тіло людини. У результаті можуть відбутися розриви шкірного покриву, кровоносних судин нервових волокон, а також вивихи суглобів і переломи кісток. До цього виду травм слід також віднести удари, переломи, викликані падінням людини з висоти, ударами об предмети в результаті мимовільних рухів або втрати свідомості при впливі електричного струму. Механічні ушкодження є найчастіше серйозними травмами, які вимагають тривалого лікування.

Електричний струм, проходячи через організм людини, надає не нього також загальне, що має складний характер. Загальна дія має 3 основних напрямки: теплове, електролітичне і біологічне. Оскільки результат загальної дії електричного струму (аж до смертельного результату) проявляється за короткий проміжок часу (частки с), його називають електричним ударом.

Теплова дія виражається в нагріванні окремих ділянок тіла і всього організму до температур вище відповідного значення «фізіологічного нуля», тобто постійної температури, зумовленої процесами терморегуляції людини. Порушення процесів терморегуляції організму негативно відбивається на обміні речовин, стан центральної нервової системи та ін життєво важливих систем і органів людини.

Електролітична дія виражається в появі в організмі людини невластивих йому хімічних речовин за рахунок електрохімічних реакцій, що протікають у водних розчинах речовин, що містяться в шлунково-кишковому тракті, в кровоносній, лімфатичної та ін системах (солі, луги, кислоти та інші речовини). , Cl ₂ , H ^• , O ^• и др.), т.е. При цьому безпосередньо в тканинах організму часто утворюються токсичні речовини і радикали (NaOH, Cl _2, H ^•, O ^• тощо), тобто відбувається інтоксикація організму. Розглянуті процеси можливі тому, що в організмі людини, що складається на 70 ... 80% з води, більшість розчинених у ній речовин знаходяться в дисоційованому стані, тобто у вигляді позитивно і негативно заряджених іонів. Останні під дією різниці потенціалів (напруга) електричного (елактромагнітного) поля направлено переміщуються в організмі людини, викликаючи описані вище явища.

Біологічна дія виявляється в тому, що під дією електричного, магнітного та електромагнітного полів, зумовлених протіканням через людину електричного струму, відбувається спотворення характеру і структури біополя людини, яка має електромагнітну природу. У результаті описаного явища керуючі функції біополя спотворюються і окремими органами і системами може "керувати" зовнішнє електромагнітне поле, обумовлене протіканням електричного струму через людину за рахунок зовнішнього електричного ланцюга. Біологічна дія електричного струму проявляється у вигляді подразнення та збудження живих тканин організму, що супроводжується мимовільними судомними скороченнями м'язів, в тому числі м'язів грудної клітки і серцевого м'яза. Результатом описаних процесів можуть бути параліч м'язів грудної клітини із зупинкою дихання і фібриляція (аж до повної зупинки) серця. Найбільш частим явищем у виробничих умовах є мимовільне утримування постраждалим руками провідника зі змінним електричним струмом промислової частоти, якщо, наприклад, величина струму протікає через людину перевищує 10 мА. При цьому людина самостійно відокремитися від цього провідника не може.

У залежності від результату загальної дії електричного струму на людину електроудар умовно діляться на IV групи (ступеня):

I - судорожне скорочення м'язів без втрати свідомості;

II - судорожне скорочення м'язів, втрата свідомості, але збереження дихання та роботи серця;

III - втрата свідомості і порушення серцевої діяльності або подиху (або того й іншого разом);

IV - клінічна смерть, тобто відсутність дихання і кровообігу.

Причинами смертей через ураження електричним струмом можуть бути: припинення роботи серця, припинення дихання і електричний шок.

Припинення роботи серця, як наслідок дії електричного струму на м'яз серця, найбільш небезпечні. Цей вплив може бути прямим, коли струм протікає через область серця, або рефлекторним, коли струм проходить через центральну нервову систему. В обох випадках може відбутися зупинка серця або наступити його фібриляція (безладне скорочення м'язових волокон серця - фібрил), що призводить до припинення кровообігу.

Припинення дихання може бути викликане прямим або рефлекторним впливом електричного струму на м'язи грудної клітини, що беруть участь в процесі дихання. При тривалому впливі струму настає, так звана асфіксія (ядуха) - хворобливий стан внаслідок нестачі кисню і надлишку СО ₂ в організмі. При асфіксії послідовно втрачається свідомість, чутливість, рефлекси, потім припиняється дихання і в остаточному підсумку зупиняється серце - настає клінічна смерть.

Електричний шок - важка своєрідна нервово-рефлекторна реакція організму на сильне роздратування електричним струмом, що супроводжується глибокими розладами кровообігу, дихання, обміну речовин. Шоковий стан триває від декількох десятків хвилин до доби. Після цього може наступити повне одужання як результат своєчасного медичного втручання, або загибель організму через повну згасання його життєво важливих функцій.

Клінічна смерть - перехідний період від життя до смерті (летальний результат), який настає з моменту припинення діяльності серця і легенів.

У людини, що знаходиться в стані клінічної смерті, відсутні всі ознаки життя: він не дихає, його серце не працює, больові роздратування не викликають ніяких реакцій, зіниці очей розширені і не реагують на світло. Однак у цей період життя в організмі не припиняється, бо тканини його помирають не відразу і не відразу припиняються функції різних органів. При цьому майже у всіх тканинах організму протікають обмінні процеси, хоча і на дуже низькому рівні, але достатні для підтримки мінімальної життєдіяльності. Ця обставина може бути використано для повернення людини до життя, якщо впливати на більш стійкі життєві функції.

При клінічній смерті першими починають гинути дуже чутливі до кисневого голодування клітини кори головного мозку, з діяльністю яких пов'язані свідомість і мислення. Тому на тривалість клінічної смерті великий вплив надає тимчасову ó ї інтервал «момент припинення серцевої діяльності і дихання - початок загибелі клітин кори головного мозку», який у більшості випадків складає 4 ... 5 хв, а при загибелі здорової людини від випадкової причини (наприклад, від впливу електричного струму) - 7 ... 8 хв. Якщо клінічна смерть настала від важкої і тривалої хвороби, коли організм вичерпав значну частину сил, клінічна смерть може тривати всього кілька секунд.

Біологічна смерть (летальний результат) - необоротне явище, що характеризується припиненням біологічних процесів у клітинах і тканинах організму і розпадом білкових структур; вона настає після закінчення періоду клінічної смерті.

13.1.1 Фактори, що визначають небезпеку ураження електричним струмом

Характер і наслідки впливу на людину електричного струму залежать від наступних факторів:

• електричного опору тіла людини;

• величини діючого на людину напруги і сили струму;

• тривалості впливу електричного струму;

• роду і частоти електричного струму;

• шляху струму через людину;

• умови зовнішнього середовища і фактори трудового процесу.

Електричний опір тіла людини. Тіло людини є провідником електричного струму, неоднорідним по електричному опору. Найбільший опір електричному струму надає шкірний покрив, тому опір тіла людини визначається головним чином станом шкірного покриву.

Шкірний покрив складається з двох основних шарів: зовнішнього - епідермісу і внутрішнього - дерми. Епідерміс також має шарувату структуру, в якій самий верхній шар називається роговим. Роговий шар у сухому і незабруднених стані можна розглядати як діелектрик - його питомий електричний опір досягає 10 ⁵ ... 10 ⁶ Ом · м, тобто в тисячі разів перевищує опір інших верств шкірного покриву і внутрішніх тканин організму. Опір внутрішнього шару шкірного покриву (дерми) незначно; воно у багато разів менше опору рогового шару. Опір тіла людини при сухому, чистому і непошкодженому шкірному покриві коливається від 3 до 100 кОм і більше, а опір внутрішніх органів складає всього 300 ... 500 Ом.

В якості розрахункової величини при дії змінного струму промислової частоти (50 Гц) застосовують активний опір тіла людини рівне 1000 Ом. У дійсних умовах опір тіла людини не є постійною величиною. Воно залежить від низки факторів, в тому числі: від стану шкірного покриву і навколишнього середовища; параметрів електричного кола.

Пошкодження рогового шару шкірного покриву (порізи, подряпини, садна тощо) знижують опір тіла до 500 ... 700 Ом, що збільшує небезпеку ураження електричним струмом. Такий же вплив надають: зволоження шкірного покриву (наприклад, п ό том); забруднення шкідливими речовинами (наприклад, пил, окалина і т.п. речовини).

На опір тіла людини впливає площа контакту з джерелом струму, чим вона більша, тим менше опір. До десятків і навіть одиниць Ом може зменшуватися опір шкірного покриву в місцях розташування акупунктурних точок на тілі людини.

Величина струму і напруги. Основним чинником, що обумовлює результат поразки електричним струмом, є сила струму, що проходить через тіло людини. Напруга, прикладена до тіла людини, також впливає на результат поразки, але лише остільки, оскільки воно визначає величину струму, що проходить через людину.

У практиці електротравматизму прийнято виділяти такі пороги дії електричного струму:

• пороговий електричний струм - величина струму, що викликає в організмі людини ледь відчутні подразнення (невелике підвищення температури в зоні контакту сісточніком елекатроенергіі, невгамовне тремтіння пальців рук, підвищене потовиділення і т.п. фактори). Ці відчуття викликає сила струму: 0,6 ... 1,5 мА (для змінного струму частотою 50 Гц); 5 ... 7 ма (для постійного струму);

• неотпускающий струм, - величина електричного струму, що викликає непереборні судомні скорочення м'язів рук, в яких затиснутий провідник. Величина неотпускающего струму при часі дії 1 ... 3 с складає 10 ... 15 мА для змінного і 50 ... 60 мА для постійного струмів. При такій силі струму людина вже не може самостійно розтиснути руки, в яких затиснуті струмоведучі частини електрообладнання;

• фібрілляціонного (смертельний) струм - величина електричного струму, що викликає фібриляцію серця (різночасне і розрізнене скорочення окремих волокон серцевого м'яза, нездатне підтримувати її самостійну роботу). При тривалості дії 1 ... 3 з по шляху рука-рука, рука-ноги величина цього струму складає ~ 100 мА для змінного і ~ 500 мА для постійного струму. У той же час сила струму величиною 5 А і більш фібриляцію серцевого м'яза не викликає - відбувається миттєва зупинка серця та параліч м'язів грудної клітки.

Сила порогових струмів вважається тривало безпечної величиною для людини.

Безпечних напруг серед тих величин, які використовуються в практичній діяльності людини, не існує, оскільки сила струму при будь-якому малому із зазначених напруг може перевищити силу порогових струмів при аномально малих опорах тіла людини. = 1,5 В) с акупунктурными точками человека ( R ~ 10 Ом) может вызвать протекание постоянного электрического тока между ними силой 1,5 А, что даже при кратковременном действии превышает смертельную величину в 3 раза. Наприклад, контакт полюсів гальванічного елемента (U = 1,5 В) з акупунктурними точками людини (R ~ 10 Ом) може викликати протікання постійного електричного струму між ними силою 1,5 А, що навіть при короткочасній дії перевищує смертельну величину в 3 рази.

Тривалість дії електричного струму. З підвищенням часу протікання струму через людини підвищується ймовірність проходження його через серце в момент найбільш вразливою для всього кардіоциклу фази Т (закінчення скорочення шлуночків і переходу їх в розслаблений стан ~ 0,2 с). Крім того, зі збільшенням часу протікання електричного струму через людину поглиблюються всі негативні явища як місцевого, так і загальної дії.

Рід струму і частота змінного електричного струму. Постійний струм приблизно в 4 ... 5 разів безпечніше змінного промислової частоти (50 Гц). Пояснити цей факт можна складною структурою опору тіла людини. Опір людського тіла включає в себе активну (омічний) і ємнісну складові, причому остання виникає при включенні людини в електричний ланцюг (Мал. 1).

Рис. 1. Спрощена електрична схема заміщення опору тіла людини

– активная (омическая) составляющая; R с – ёмкостная составляющая Ra - активна (омічний) складова; R с - емкостная складова

Наявність ємнісної складової обумовлено тим, що між електродом, що стосуються тіла людини (корпус електроустаткування, проводи електромережі тощо), і землею (стать, майданчик для обслуговування обладнання і т.п.), на якій стоїть людина, розташований роговий шар шкірного покриву - практично діелектрик, що утворює конденсаторну систему (електричну ємність). ), так как электрическая ёмкость для постоянного тока является разрывом цепи. Якщо через людини протікає постійний струм, то він впливає тільки на активну складову загального опору (Ra), так як електрична ємність для постійного струму є розривом ланцюга. и R с), что, при прочих равных условиях, приводит к б ό льшему отрицательному воздействию на организм. Змінний струм протікає і через активну і через ємнісний складові загального опору людини (Ra і R с), що, за інших рівних умов, призводить до б ό льшему негативному впливу на організм.

З підвищенням частоти змінного струму (щодо 50 Гц) його загальне негативне дія знижується, порівнюючись на частоті ~ 1000 Гц з дією постійного струму. На частоті ~ 50 Гц і вище змінний струм загальної дії на людину практично не робить. Це явище можна пояснити тим, що найбільша щільність зарядів (іонів, електронів) у площині поперечного перерізу провідника при протіканні змінного струму високої частоти спостерігається на периферії цього перерізу, якщо в якості провідника розглядати людину, то на периферії поперечного перерізу тулуба і кінцівок ми побачимо шкірний покрив, що володіє опором, близьким до такого у діелектриків. Місцева дія змінного струму високої частоти при цьому зберігається.

Це положення справедливе лише до напружень 250 ... 300 В. При більш високих напругах постійний струм більш небезпечний, ніж змінний з частотою 50 Гц.

Шлях струму через тіло людини відіграє істотну роль у результаті поразки, тому що електричний струм може пройти через життєво важливі органи: серце, легені, головний мозок і ін Вплив шляху струму на результат поразки визначається також величиною опору шкірного покриву людини на різних ділянках його тіла.

Кількість можливих шляхів струму через тіло людини, які називаються петлями струму, досить багато. Найчастіше зустрічаються струм протікає по петлям: рука-рука, рука-ноги; нога-нога; голова-руки; голова-ноги. Найбільш небезпечними є петлі: голова-руки і голова-ноги, але вони виникають відносно рідко.

Умови зовнішньої середовища і фактори трудового процесу справляють істотний вплив на величину опору шкірного покриву і в цілому тіла людини. Так, наприклад, підвищена температура (~ 30 ^° С і вище) і відносна вологість повітря (~ 70% і вище) сприяють підвищеному потовиділення, а, отже, різкого зменшення активного опору тіла людини. Інтенсивна фізична робота приводить до аналогічного результату.

13.2 Аналіз умов ураження людини електричним струмом у трифазних мережах змінного струму

Ураження людини електричним струмом можливо лише при замиканні електричного кола через його тіло, тобто при дотику не менше ніж до двох точках електричного кола, між якими існує різниця потенціалів (напруга).

Напруга між двома точками ланцюга струму, до яких одночасно доторкається людина, називається напругою дотику.

Небезпека такого дотику визначається силою струму, що проходить через тіло людини, яка залежить від наступних факторів:

• схеми замикання ланцюга струму через тіло людини;

• напруги електричної мережі;

• схеми мережі, режиму роботи її нейтралі (заземлена або ізольована);

• опору ізоляції струмоведучих частин відносно землі;

• величини ємності струмоведучих частин щодо землі.

13.2.1 Характеристика основних систем «електроустановка - трифазна електрична мережа змінного струму», що використовуються у виробничих умовах

Електроустановка - сукупність машин, апаратів, ліній і допоміжного обладнання (разом із спорудами та приміщеннями, в яких вони встановлені), призначених для виробництва, перетворення, трансформації, передачі, розподілу електричної енергії та перетворення її в інші види енергії.

Найбільшого поширення на виробництві отримали системи, в яких як джерела енергоживлення використовуються трифазні електричні мережі змінного струму (далі електромережі) з ізольованою і заземленою нейтраллю. Відповідно до вимог, викладених у «Правилах пристрою електроустановок» (ПУЕ), для таких систем напругою до 1 кВ прийняті наступні позначення:

– система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены (рис. 2а); система IT - система, в якій нейтральна джерела живлення ізольована від землі або заземлена через прилади або пристрої, що мають великий опір, а відкриті провідні частини електроустановки заземлені (рис. 2а);

– система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников (рис. 2б,в,г); система TN - система, в якій нейтральна джерела живлення глухо заземлена, а відкриті провідні частини електроустановки приєднані до глухозаземленою нейтралі джерела за допомогою нульових захисних провідників (рис. 2б, в, г);

-С – система TN , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис. 2б); система TN-С - система TN, в якій нульовий захисний і нульовий робочий провідники поєднані в одному провіднику на всьому її протязі (рис. 2б);

- S – система TN , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении (рис. 2в); система TN - S - система TN, в якій нульовий захисний і нульовий робочий провідники розділені на всьому її протязі (рис. 2в);

- C - S – система TN , в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (рис. 2г); система TN - C - S - система TN, в якій функції нульового захисного і нульового робочого провідників поєднані в одному провіднику в якійсь її частині, починаючи від джерела живлення (рис. 2г);

система ТТ - система, в якій нейтральна джерела живлення глухо заземлена, а відкриті провідні частини електроустановки заземлені за допомогою заземлювального пристрою, електрично незалежного від глухозаземленою нейтралі джерела (рис. 2д).

Перша літера умовного позначення системи характеризує стан нейтралі джерела живлення відносно землі:

Т - заземлена нейтраль;

– изолированная нейтраль. I - ізольована нейтраль.

Друга буква умовного позначення системи характеризує стан відкритих провідних частин щодо землі:

• Т - відкриті провідні частини заземлені, незалежно від ставлення до землі нейтралі джерела живлення або який-небудь точки мережі живлення;

• N - відкриті провідні частини приєднані до глухозаземленою нейтралі джерела живлення.

) буквы характеризуют совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников: Наступні (тільки після N) літери характеризують поєднання в одному провіднику або поділ функцій нульового робочого та нульового захисного провідників:

• – нулевой рабочий ( N ) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены; S - нульовий робочий (N) і нульовий захисний (РЕ) провідники розділені;

• С - функції нульового захисного і нульового робочого провідників поєднані в одному провіднику (PEN-провідник).

Умовні позначення на схемах (рис. 2):

N - - Нульовий робочий (нейтральний) провідник;

РЕ - - Захисний провідник (заземлюючий провідник, нульовий захисний провідник, захисний провідник системи зрівнювання потенціалів);

- PEN - - Суміщений нульовий захисний і нульовий робочий провідники.

Глухозаземленою нейтраллю джерела енергоживлення - нейтраль трансформатора або генератора, приєднана безпосередньо до заземлювального пристрою.

Ізольована нейтраль джерела енергоживлення - нейтраль трансформатора або генератора, неприєднання до заземлювального пристрою або приєднана до нього через великий опір приладів сигналізації, вимірювання, захисту та інших аналогічних їм пристроїв.

а) б)

в) г)

д)

Рис. 2. Трифазні електричні системи змінного струму з ізольованою і заземленою нейтраллю енергоджерела напругою до 1 кВ

; б) – система TN -С; в) – система TN - S ; г) – система TN - С- S ; д) – варианты системы TT . а) - система IT, б) - система TN-С; в) - система TN - S; г) - система TN - С-S; д) - варіанти системи TT.

1 - заземлювач нейтралі енергоджерела; 1а - опір заземлення нейтралі джерела живлення (якщо є, наприклад, через прилади або пристрої, що мають великий опір), 2 - відкриті провідні частини електроустановки; 3 - заземлювач відкритих провідних частин електроустановки

13.2.2 Основні схеми включення людини в електричний ланцюг

). Трифазна трьохпровідна електрична мережа змінного струму з ізольованою нейтраллю (у системі IT).

Двофазне дотик до струмоведучих частин (рис. 3).

Рис. 3. Двофазне (двухполюсное) дотик до струмоведучих частин у системі IT

_ф – фазное напряжение; I _h U _ф - фазна напруга; I _h - Сила струму, що протікає через людину;

₁ , L ₂ , L ₃ – фазные проводники. R _h - опір людини; L _1, L _2, L ₃ - фазні провідники.

, А), протекающего через человека, определяется по формуле Сила струму (I _h, А), що протікає через людину, визначається за формулою

, (16)

_л – линейное напряжение, В; де U _л - лінійна напруга, В;

_ф – фазное напряжение, В; U _ф - фазна напруга, В;

R _h - опір людини, Ом.

_ф = 220 В) при сопротивлении тела человека 1000 Ом сила тока, протекающего через человека, составляет: Наприклад, в електромережі з лінійною напругою 380 В (U _ф = 220 В) при опорі тіла людини 1000 Ом сила струму, що протікає через людину, становить:

.

Ця сила струму смертельно небезпечна для людини.

При двофазному дотику струм, що проходить через людину, практично не залежить від режиму роботи нейтралі. Небезпека дотику не зменшиться і в тому випадку, якщо людина буде надійно ізольований від землі.

Однофазне дотик (рис.4.) Відбувається у багато разів частіше, ніж двофазне, але воно менш небезпечно, оскільки напруга, під яким опиняється людина, не перевищує фазного, тобто менше лінійного в 1,73 рази і, крім того, струм, що протікає через людину, повертається до джерела (електромережі) через ізоляцію проводів, яка в справному стані володіє великим опором.

Рис.4. Однофазне (однополюсне) дотик до струмоведучих частин у системі IT

₁ , r _{1, 2} , r _{2, 3} – сопротивление изоляции проводов электросети; с ₁ , с ₂ , с ₃ – ёмкость проводов электросети r ₃ - опір ізоляції проводів електромережі; з _1, с _2, з ₃ - ємність проводів електромережі

, А), протекающего через человека, для этого случая определяется по формуле Сила струму (I _h, А), що протікає через людину, для цього випадку визначається за формулою

(17)

– сопротивление изоляции фазного провода относительно земли, Ом (активная и емкостная составляющие). де R _п - перехідний опір, Ом (опір підлоги, на якому стоїть людина і взуття); Z - опір ізоляції фазного проводу відносно землі, Ом (активна і емкостная складові).

У найбільш несприятливої ​​ситуації, коли людина має струмопровідну взуття і стоїть на струмопровідному підлозі (R _п ~ 0), сила струму, що протікає через тіло, визначається за формулою

_ф = 220 В, R _h = 1 кОм, Z = 90 кОм, то I _h якщо U _ф = 220 В, R _h = 1 кОм, Z = 90 кОм, то I _h = 220 / (1000 + (90000 / 3)) = 0,007 А (7 мА).

). Трифазна чотирипровідна електрична мережа змінного струму з заземленнойнной нейтраллю (у системі TN).

Однофазне дотик до струмоведучих частин.

Рис.5. Однофазне (однополюсне) дотик до струмоведучих частин у системі TN

₀ – сопротивление заземления нейтрали электросети R ₀ - опір заземлення нейтралі електромережі

) ток, проходящий через человека, возвращается к источнику (электросети) не через изоляцию проводов, как в предыдущем случае, а через сопротивление заземления нейтрали ( R ₀ ) источника тока (рис. 5). У чьотирьох електричної мережі змінного струму з глухозаземленою нейтраллю (система TN) струм, що проходить через людину, повертається до джерела (електромережі) не через ізоляцію проводів, як у попередньому випадку, а через опір заземлення нейтралі (R ₀₎ джерела струму (рис. 5 ). Сила струму, що проходить через тіло людини, визначається при цьому за формулою:

(19)

₀ – сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом. де R ₀ - опір заземлення нейтралі джерела струму, Ом.

- или PE -проводника воздушных линий электропередач (ВЛ) напряжением до 1 кВ. Опір заземлювального пристрою, до якого приєднана нейтраль джерела струму, в будь-який час року має бути не більше 2, 4 і 8 Ом відповідно при лінійних напругах 660, 380 і 220 В. Це опір має бути забезпечено з урахуванням використання природних заземлювачів, а також заземлювачів повторних заземлень PEN - або PE-провідника повітряних ліній електропередач (ПЛ) напругою до 1 кВ. Опір заземлювача, розташованого в безпосередній близькості від нейтралі джерела струму, повинно бути не більше 15, 30 і 60 Ом відповідно при тих самих лінійних напругах 660, 380 і 220 В.

Приклад. _ф = 220 В, R _h = 1000 Ом, R _п ~ 0 Ом R ₀ = 30 Ом сила тока, протекающего через тело человека, составит: У найбільш несприятливої ​​ситуації, розглянутої вище, при U _ф = 220 В, R _h = 1000 Ом, R _п ~ 0 Ом R ₀ = 30 Ом сила струму, що протікає через тіло людини, складе:

I _h = 220/1000 + 30 = 0,214 А (214 мА), що смертельно небезпечно для людини.

Якщо взуття не струмопровідна (наприклад, гумові калоші з опором 45 кОм) і людина стоїть на не струмопровідному підлозі (наприклад, дерев'яна підлога з опором 100 кОм), тобто R _п = 145 кОм, то сила струму, що протікає через тіло людини, складе:

I _h = 220/1000 + 60 + 145 000 = 0,0015 А (1,5 мА), що небезпеки для людини не представляє.

Таким чином, при інших рівних умовах дотик людини до одного фазного проводу електромережі мережі з ізольованою нейтраллю менш небезпечно, ніж в електромережі з заземленою нейтраллю.

Розглянуті вище схеми включення людини в електричний ланцюг трифазного змінного струму справедливі для нормальних (безаварійних) умов роботи електричних мереж.

) может быть замкнут на землю (при срабатывании системы защитного заземления, падении фазного провода на землю и т.п.) через сопротивление R _зм (рис. 6). В аварійному режимі роботи трифазної електричної мережі змінного струму один з фазних проводів, наприклад, електромережі з заземленою нейтраллю (у системі TN) може бути замкнутий на землю (при спрацьовуванні системи захисного заземлення, падінні фазного проводу на землю тощо) через опір R _зм (рис. 6).

Рис. 6. Однофазне (однополюсне) дотик до струмоведучих частин у аварійному режимі роботи електромережі.

_зм – сопротивление замыкания фазного провода ( L ₂ ) на землю R _зм - опір замикання фазного проводу (L ₂₎ на землю

₁ , L ₃ ), определяется из уравнения Сила струму, що проходить через тіло людини, що стосується в цій ситуації одного з справних фазних проводів (L _1, L _3), визначається з рівняння

, (20)

_зм – сопротивление замыкания фазного провода на землю, Ом. де R _зм - опір замикання фазного проводу на землю, Ом.

_зм ~ 0 или намного меньше и R ₀ , и R _h , то им можно пренебречь, тогда сила тока, проходящего через тело человека, будет определяться по формуле Якщо при цьому R _зм ~ 0 або набагато менше і R _0, і R _h, то їм можна знехтувати, тоді сила струму, що проходить через тіло людини, буде визначатися за формулою

, (21)

будет оказывать существенное влияние переходное сопротивление R _п . тобто людина буде включатися в електричний ланцюг двофазний, причому друга фаза підключається до нього через ноги і на величину I _h буде робити істотний вплив перехідний опір R _п.

) и четырёхпроводная с заземлённой нейтралью (система TN ). При напругах до 1000 В у виробничих умовах широке поширення отримали обидві розглянуті вище схеми трифазних електричних мереж змінного струму: трьохпровідний з ізольованою нейтраллю (система IT) і чотирипровідна з заземленою нейтраллю (система TN).

Електричну мережу з ізольованою нейтраллю доцільно застосовувати в тих випадках, коли є можливість підтримувати високий рівень опору ізоляції фазних проводів і незначну ємність останніх щодо землі. Такими є електричні мережі малоразветвленние, не схильні до дії агресивного середовища і знаходяться під постійним наглядом кваліфікованого персоналу. Так, наприклад, у вугільних шахтах використовуються тільки електромережі з ізольованою нейтраллю.

Електричну мережу з заземленою нейтраллю слід застосовувати там, де неможливо забезпечити гарну ізоляцію проводів (наприклад, з-за високої вологості або агресивного середовища), коли не можна швидко відшукати або усунути пошкодження ізоляції, або коли ємнісні струми електромережі внаслідок значної її розгалуженості досягають великих значень, небезпечних для людини.

При напрузі вище 1000 В з технологічних причин електричні мережі напругою до 35 кВ включно мають ізольовану нейтраль, понад 35 кВ - заземлену. Оскільки такі електромережі мають велику ємність проводів відносно землі, для людини однаково небезпечним є дотик до їх фазних дротів незалежно від режиму роботи нейтралі енергоджерела. Тому режим роботи нейтралі електромережі напругою вище 1000 В за умовами безпеки не вибирається.

13.3 Явища при стікання електричного струму в землю. Напруга кроку

Стікання електричного струму в землю відбувається тільки через провідник, що знаходиться в безпосередньому контакті з землею. Такий контакт може бути випадковим або навмисним. В останньому випадку провідник, що знаходиться в контакті із землею, називається заземлювачем або електродом.

Для спрощення подальших міркувань вважаємо, що земля в усьому своєму обсязі однорідна, тобто в будь-якій точці володіє однаковим питомим електричним опором (ρ, Ом · м). У цьому випадку струм буде розтікатися в усі сторони однаково по радіусах півкулі (рис. 7).

Рис. 7. Схема освіти напруги кроку

а) - загальна схема, б) - розтікання струму з опорної поверхні ніг людини.

_з – напряжение замыкания; А, Б - опорні точки ніг людини; З - точка замикання на землю; U _з - напруга замикання;

_ш – напряжение шага; а – ширина шага; φ – электрический потенциал; x – радиальное расстояние от точки замыкания на землю U _ш - напруга кроку, а - ширина кроку; φ - електричний потенціал; x - радіальне відстань від точки замикання на землю

В обсязі землі, де проходить струм, виникає так зване «полі розтікання струму», що має напівсферичну конфігурацію. Теоретично воно тягнеться до нескінченності. Однак у реальних умовах вже на відстані 20-ти м від точки замикання перетин шару землі, по якому проходить струм, виявляється настільки великим, що щільність струму тут практично дорівнює нулю. На поверхні землі при цьому виникає нерівномірне електричне (для постійного струму) або електромагнітне (для змінного струму) кругове поле з максимумом потенціалу (φ, В) у точці замикання на землю.

Якщо в цій ситуації людина буде радіально крокувати до точки замикання на землю по її поверхні, то його ноги при кожному кроці будуть надаватися під всі б ó бі різницею потенціалів (див. рис. 7а).

Напругою кроку називається напруга між двома точками на поверхні землі, розташованими на відстані 1 м одна від одної (приймається рівним довжині кроку людини), обумовлене розтіканням струму замикання на землю.

Основний шлях струму при цьому пролягає через ноги і тазостегнову частина тіла, де розташовані гонади - одна з найважливіших складових статевої системи людини. Вказана обставина, крім розглянутих вище негативних факторів впливу на людину електричного струму, порушує нормальний стан репродуктивної функції організму. Дія електричного струму в цій ситуації може посилитися тим, що через судомних скорочень м'язів ніг, можливе падіння людини, після чого ланцюг струму замикається на його тілі через інші життєво важливі органи (мозок, серце, легені та ін.) Крім того, зростання людини, який більше ширини кроку, обумовлює б ó більшу різницю потенціалів (напруга, прикладена до тіла).

13.4 Класифікація приміщень за небезпекою ураження електричним струмом

Стан навколишнього середовища, а також навколишнє оточення можуть посилювати чи послаблювати небезпека ураження електричним струмом. Так, вогкість, струмопровідна пил, їдкі пари і гази руйнівно діють на ізоляцію електроустановок, різко знижуючи її опір і створюючи загрозу переходу напруги на корпуси, станини, кожухи та інші нетоковедущие провідні частини електрообладнання, до яких може торкатися чоловік.

Разом з тим, у цих же умовах, як і при високій температурі навколишнього повітря, знижується опір тіла людини, що ще більше збільшує небезпеку ураження його електричним струмом.

За діючими "Правилами улаштування електроустановок» (ПУЕ) всі приміщення діляться за ступенем небезпеки ураження людей електричним струмом на три класи: без підвищеної небезпеки; підвищеної небезпеки; особливо небезпечні.

До приміщень без підвищеної небезпеки відносяться сухі, безпилове приміщення з нормальною температурою повітря, з ізолюючими (наприклад, з сухими дерев'яними) статями, в яких відсутні заземлені предмети або їх дуже мало.

На виробництві до таких приміщень можуть ставитися тільки деякі допоміжні приміщення (приміщення культурного обслуговування, управління та громадських організацій та ін.)

До приміщень підвищеної небезпеки відносяться:

• сирі, в яких відносна вологість повітря перевищує 75%;

• жаркі, в яких під впливом теплових випромінювань температура повітря перевищує постійно або періодично (більше 1 сут.) 35 ° С;

• пилові, з струмопровідним пилом, у яких за умовами виробництва виділяється струмопровідна технологічна пил у такій кількості, що вона може осідати на дроти, проникати всередину машин, апаратів;

• з струмопровідними підлогами (металевими, земляними, залізобетонними, цегляними і ін);

• в яких можливе одночасне дотик людини до яких з'єднання з землею металоконструкцій будинків, технологічним апаратам, механізмам з одного боку і до металевих корпусів електрообладнання - з іншого.

Приміщеннями підвищеної небезпеки є практично всі допоміжні і деякі виробничі.

До особливо небезпечних приміщень належать:

• особливо сирі з відносною вологістю повітря близькою до 100%;

• з хімічно активної чи органічної середовищем, руйнує ізоляцію і струмоведучі частини електрообладнання (агресивні гази, пари; відкладення цвілі та ін);

• що мають два або більше ознак, властивих приміщень з підвищеною небезпекою.

Територія відкритих електроустановок у відношенні небезпеки поразки людей електричним струмом прирівнюється до особливо небезпечних приміщень.

Особливо небезпечними є: б ó більша частина виробничих приміщень; підземні виробки; робоча зона з відкритою поверхнею, що підстилає.

13.5 Основні заходи захисту від ураження людини електричним струмом

Поразка виробничого персоналу електричним струмом можливо як при прямому дотику - електричний контакт людей з струмоведучими частинами електрообладнання, що знаходяться під напругою, так і при непрямому дотику - електричний контакт людей з відкритими провідними частинами електрообладнання, що опинилися під напругою при пошкодженні ізоляції.

Для попередження ураження електричним струмом у нормальному режимі роботи Електромережі повинні бути застосовуються окремо або в поєднанні такі заходи захисту від прямого дотику:

основна ізоляція струмоведучих частин;

огородження і оболонки;

установка бар'єрів;

розміщення струмоведучих частин поза зоною досяжності;

застосування наднизької (малого) напруги (СНН).

Для додаткового захисту від прямого дотику в електроустановках напругою до 1 кВ застосовуються також пристрої захисного відключення (УЗО).

Захист від прямого дотику не потрібно, якщо електрообладнання знаходиться в зоні системи зрівнювання потенціалів (див. нижче), а найбільша робоча напруга не перевищує 25 В змінного або 60 В постійного струму в приміщеннях без підвищеної небезпеки і 6 В змінного або 15 В постійного струму - у всіх випадках.

Для захисту від ураження електричним струмом у разі пошкодження ізоляції застосовуються окремо або в поєднанні такі заходи захисту у разі непрямого дотику:

захисне заземлення;

автоматичне відключення живлення;

зрівнювання потенціалів;

вирівнювання потенціалів;

подвійна або посилена ізоляція;

наднизьку (мале) напруга;

захисне електричне розділення кіл;

ізолюючі (непровідні) приміщення, зони, площадки.

Захист у разі непрямого дотику слід виконувати у всіх випадках, якщо напруга в електроустановці перевищує 50 В змінного та 120 В постійного струму.

У приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх електроустановках захист у разі непрямого дотику проводиться при більш низьких напругах: 25 В змінного і 60 В постійного струму - в приміщеннях з підвищеною небезпекою; 12 В змінного і 30 В постійного струму - в особливо небезпечних приміщеннях і в зовнішніх електроустановках.

Далі розглянемо принципи зазначених способів захисту.

Захист від прямого дотику.

Основна ізоляція струмоведучих частин:

Основна ізоляція струмоведучих частин повинна мати опір, що забезпечує витоку струму через неї, не перевищують безпечних величин (1 мА для змінного струму промислової частоти). Для ізоляції використовуються матеріали, що володіють також механічною міцністю, стійкістю до дії агресивних середовищ, підвищених температур і ін виробничих факторів. Широке поширення на практиці отримали ізоляційні матеріали на основі каучуку, пластичних мас, кераміки, скловолокна та ін Лакофарбові покриття не є ізоляцією, захищає від ураження електричним струмом. Ізоляція електроустановок перед введенням їх в експлуатацію піддається випробуванню відповідно до вимог ПУЕ. Наприклад, для електроустановок напругою до 1 кВ опір ізоляції має бути не менше 0,5 МОм при випробуванні напругою 1 кВ.

Огорожі та оболонки:

Огорожі та оболонки в електроустановках напругою до 1 кВ являють собою суцільні або сітчасті пристрої, що запобігають несанкціонованому доступу до відкритих струмоведучих частин електроустановок. Вхід за огорожу або розтин оболонки повинні бути можливі тільки за допомогою спеціального ключа або інструмента або після зняття напруги зі струмовідних частин.

Установка бар'єрів:

Бар'єри призначені для захисту від випадкового дотику до струмоведучих частин в електроустановках напругою до 1 кВ або наближення до них на небезпечну відстань в електроустановках напругою вище 1 кВ, але не виключають навмисного дотику і наближення до струмоведучих частин при обході бар'єру. Для видалення бар'єрів не потрібно застосування ключа або інструмента, однак вони повинні бути закріплені так, щоб їх не можна було зняти ненавмисно. Бар'єри повинні бути виготовлені з ізолюючого матеріалу.

Розміщення струмоведучих частин поза зоною досяжності:

Ця міра застосовується для захисту від прямого дотику до струмоведучих частин в електроустановках напругою до 1 кВ або наближення до них на небезпечну відстань в електроустановках напругою вище 1 кВ при неможливості споруди огорож, оболонок і бар'єрів. При цьому відстань між доступними одночасному дотику провідними частинами в електроустановках напругою до 1 кВ повинна бути не менше 2,5 м. Усередині зони досяжності не повинно бути частин, що мають різні потенціали і доступних одночасному дотику.

Установка бар'єрів та розміщення струмоведучих частин поза зоною досяжності лише у місцях, доступних кваліфікованому персоналу.

Наднизьке (мале) напруга (СНН):

СНН застосовується для захисту від ураження електричним струмом при прямому та / або непрямого дотики в електроустановках напругою до 1 кВ в поєднанні із захисним електричним поділом ланцюгів або в поєднанні з автоматичним відключенням живлення (див. нижче). Суть цього заходу захисту полягає в забезпеченні найменшої імовірності поразки людини електричним струмом за рахунок застосування малої величини напруги живлення електроустановок.

При цьому величина такої напруги становить: не> 25В змінного і не> 60 В постійного струму - в приміщеннях з підвищеною небезпекою; не> 12В змінного і не> 30 В постійного струму - в особливо небезпечних приміщеннях і в зовнішніх електроустановках.

Захист від непрямого дотику

Захисне заземлення:

Захисне заземлення являє собою навмисне електричне з'єднання з землею нетоковедущих проводять (електропровідних) частин електрообладнання, які внаслідок порушення ізоляції можуть опинитися під напругою. Такий частиною електрообладнання, як правило, є його металевий корпус.

Принцип захисної дії захисного заземлення можна пояснити наступним чином: при паралельному включенні в електричний ланцюг «аварійний корпус - заземлення» опорів заземлювального пристрою і людини струм по них за законом Кірхгофа для розгалужених електричних ланцюгів розподіляється назад пропорційно величинам опорів, залишаючись практично незмінним у сумі.

Підбір величини опору заземлювального пристрою, при якій сила струму, що протікає через людину, буде дорівнює або менше безпечних значень забезпечить його захист від поразки. Найбільша величина опору заземлюючого пристрою, при якій забезпечується вказане вище умова, називається допустимим опором захисного заземлення.

Захисне заземлення ефективно тільки в тому випадку, коли струм замикання на землю не збільшується зі зменшенням опору заземлювального пристрою. Тому захисне заземлення застосовується в якості основного заходу захисту в електромережах з ізольованою нейтраллю, тому що тільки в них при глухому замиканні на землю будь-якого з фазних проводів струм замикання не залежить від опору заземлення.

Конструктивно заземлювальний пристрій складається з заземлювачів, розміщених у грунті (землі), заземлюючого провідника і заземлювальної шини (останні розташовані поза грунту і служать для підключення заземлювачів до електроустаткування).

Варіанти конструкцій, схеми розміщення в грунті, матеріали для виготовлення конструктивних елементів, способи розрахунку та ін відомості про заземлюючих пристроях розглядаються на лабораторних і практичних заняттях.

напряжением до 1 кВ, должно соответствовать условию: Згідно з вимогами ПУЕ опір заземлювального пристрою, використовуваного для захисного заземлення відкритих провідних частин у системі IT напругою до 1 кВ, повинна відповідати умові:

_зу £ U _пр / I _зм , (22) R _зу £ U _пр / I _зм, (22)

_зу – сопротивление заземляющего устройства, Ом; де R _зу - опір заземлювального пристрою, Ом;

_пр – напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; U _пр - напруга дотику, значення якого приймається рівним 50 В;

_зм – полный ток замыкания на землю, А. I _зм - повний струм замикання на землю, А.

Як правило, не потрібно приймати значення опору заземлювального пристрою менше 4 Ом. Допускається приймати опір заземлювального пристрою до 10 Ом, якщо дотримано наведена вище умова, а потужність джерела струму не перевищує 100 кВ × А.

Захисного заземлення підлягають металеві нетоковедущие частини обладнання, які через несправність ізоляції можуть опинитися під напругою і до яких можливо дотик людей.

Автоматичне відключення живлення:

Автоматичне відключення живлення застосовується для швидкого відключення енергоджерела від аварійного електрообладнання. При цьому час відключення не повинен перевищувати нормовані значення (табл. 1,2), тому що в іншому випадку людина, що стосується в цей момент електроустановки, отримає небезпечну дозу електричної енергії. , и заземлены, если применены системы IT или ТТ. При виконанні автоматичного відключення живлення в електроустановках напругою до 1 кВ відкриті провідні частини приєднуються до глухозаземленою нейтралі джерела живлення, якщо застосована система TN, і заземлені, якщо застосовані системи IT або ТТ.

В електроустановках, в яких як захисний захід застосовано автоматичне відключення живлення, повинно бути виконано зрівнювання потенціалів (див. нижче).

Для автоматичного відключення живлення можуть бути застосовані захисно-комутаційні апарати та пристрої захисного відключення (УЗО).

Таблиця 1

Найбільше припустиме час захисної автоматичного відключення для системи TN

ф , В Номінальна фазна напруга u ф, У	Час відключення, з
127	0,8
220	0,4
380	0,2
Більше 380	0,1

Таблиця 2

Найбільше припустиме час захисної автоматичного відключення для системи IT

л , В Номінальна лінійна напруга U л, В	Час відключення, з
220	0,8
380	0,4
660	0,2
Більше 660	0,1

Зрівнювання потенціалів:

Система зрівнювання потенціалів призначена для ліквідації різниці потенціалів між будь-якими точками відкритих провідних частин електроустановок, будівлі, інженерних комунікацій і т.п.

Основна система зрівнювання потенціалів у електроустановках до 1 кВ повинна з'єднувати між собою наступні провідні частини:

-проводник питающей линии в системе TN ; нульовий захисний РЕ-або РЕ N-провідник живильної лінії в системі TN;

и ТТ; заземлюючий провідник, приєднаний до заземлювального пристрою електроустановки, в системах IT і ТТ;

заземлюючий провідник, приєднаний до заземлювача повторного заземлення на вводі в будинок (якщо є заземлювач);

металеві труби комунікацій, які входять у будинок (гарячого і холодного водопостачання, каналізації, опалення, газопостачання тощо);

металеві частини каркаса будівлі;

металеві частини централізованих систем вентиляції та кондиціонування;

заземлювальний пристрій системи блискавкозахисту;

заземлюючий провідник функціонального (робочого) заземлення, якщо така є і відсутні обмеження на приєднання мережі робочого заземлення до заземлювального пристрою захисного заземлення;

металеві оболонки телекомунікаційних кабелів.

Провідні частини, що входять в будівлю ззовні, повинні бути з'єднані якомога ближче до точки їх введення в будівлю.

Для з'єднання з основною системою зрівнювання потенціалів всі зазначені частини мають бути приєднані до головної заземлювальної шині за допомогою провідників системи зрівнювання потенціалів.

и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток. Система додаткового зрівнювання потенціалів повинна з'єднувати між собою всі одночасно доступні дотику відкриті провідні частини стаціонарного електрообладнання і сторонні провідні частини, включаючи доступні дотику металеві частини будівельних конструкцій будівлі, а також нульові захисні провідники в системі TN і захисні заземлювальні провідники в системах IT і ТТ, включаючи захисні провідники штепсельних розеток.

Для зрівнювання потенціалів можуть бути використані спеціально передбачені провідники або відкриті і сторонні провідні частини, якщо вони задовольняють вимогам до захисних провідників у відношенні провідності і безперервності електричного кола.

Вирівнювання потенціалів:

Система вирівнювання потенціалів призначена для зниження різниці потенціалів (крокової напруги) на поверхні землі або підлоги за допомогою захисних провідників, прокладених у землі, в підлозі або на їх поверхні і приєднаних до заземлювального пристрою, або шляхом застосування спеціальних проводять покриттів землі.

Подвійна або посилена ізоляція:

(табл. 3) или заключением электрооборудования, имеющего только основную изоляцию токоведущих частей, в изолирующую оболочку. Захист за допомогою подвійної чи посиленої ізоляції може бути забезпечена застосуванням електрообладнання класу II (табл. 3) або висновком електрообладнання, що має тільки основну ізоляцію струмоведучих частин, в ізолюючу оболонку.

Провідні частини обладнання з подвійною ізоляцією не повинні бути приєднані до захисного провідника і до системи зрівнювання потенціалів.

Захисне електричне розділення кіл:

Захисне електричне розділення кіл призначене для зменшення небезпеки однофазного дотику в розгалужених електромережах великої протяжності, що мають велику електричну ємність і малий опір ізоляції проводів відносно землі.

Захисне електричне розділення кіл джерела струму і електроприймача здійснюється за допомогою розділового трансформатора і застосовується, як правило, для однієї живильного ланцюга, яка при цьому має малу електричну ємність, великий опір ізоляції проводів відносно землі, а, отже, меншу небезпеку при однофазному дотику.

Таблиця 3

Класифікація за способом захисту людини від ураження електричним струмом та умови застосування електроустаткування в електроустановках напругою до 1 кВ

Ізолюючі (непровідні) приміщення, зони, майданчики:

Ізолюючі (непровідні) приміщення, зони і площадки застосовуються в електроустановках напругою до 1 кВ, коли вимоги до автоматичного відключення живлення не можуть бути виконані, а застосування інших захисних заходів неможливо або недоцільно.

Опір щодо землі ізолюючої підлоги та стін таких приміщень, зон та майданчиків в будь-якій точці повинен бути не менше:

50 кОм при номінальній напрузі електроустановки до 500 В включно;

100 кОм при номінальній напрузі електроустановки понад 500 В;

Якщо опір в будь-якій точці менше зазначених величин, такі приміщення, зони, майданчики не повинні розглядатися як заходи захисту від ураження електричним струмом.

Для ізолюючих (непровідних) приміщень, зон, майданчиків допускається використання електрообладнання класу 0 (табл. 3) при дотриманні однієї з наступних умов:

відкриті провідні частини вилучені одна від одної та від сторонніх провідних частин не менше ніж на 2 м.

відкриті провідні частини відділені від сторонніх провідних частин бар'єрами з ізоляційного матеріалу;

сторонні провідні частини покриті ізоляцією, що витримує випробувальну напругу не менше 2 кВ протягом 1 хв.

Пол і стіни таких приміщень не повинні піддаватися впливу вологи.

Крім розглянутих основних способів захисту персоналу від ураження електричним струмом використовуються: захисне занулення; блокування; попереджувальна сигналізація; Електрозахисні засоби (ізолюючі штанги, діелектричні килимки та ін.)

13.6 Захист від статичної і атмосферної електрики

13.6.1 Захист від статичної електрики

13.6.1.1 Виникнення заряду статичної електрики

У виробничих умовах широко використовуються і виходять речовини, що володіють діелектричними властивостями, що сприяє формуванню зарядів статичної електрики (СЕ). Електричні розряди в таких системах часто є причиною вибухів і пожеж. Крім того, статична електрика є причиною зниження точності показань електричних приладів і надійності роботи засобів автоматики. Певний негативний вплив статичну електрику надає на людину, приводячи, наприклад, до рефлекторних рухів тіла при короткочасному (частки секунди) протіканні електричного струму під час електричних розрядів. Ця обставина може викликати травмування персоналу, наприклад, при падінні з висоти або попаданні в небезпечну зону машин і механізмів.

За сучасними уявленнями статичну електрику виникає в результаті складних процесів, пов'язаних з перерозподілом електронів та іонів при зіткненні двох поверхонь неоднорідних рідких або твердих речовин. При цьому на поверхні зіткнення утворюється подвійний електричний шар, що складається з розташованих певним чином електричних зарядів протилежних знаків.

Подвійний електричний шар утворюється в місці контакту поверхонь. , В) и заряды начинают перемещаться в точку начала разделения поверхностей веществ А (рис. 8). При поділі матеріалів відбувається механічний розрив зарядів подвійного шару, створюється різниця потенціалів (U, В) і заряди починають переміщатися в точку початку поділу поверхонь речовин А (рис. 8). в зазоре разрыва поверхностей возникает газовый разряд. При досить великій величині U в зазорі розриву поверхонь виникає газовий розряд. _о , А) и ток газового разряда (ионизации) ( I _и , А). При переміщенні зарядів по поділюваним поверхнях і газового проміжку виникає відповідно струм омічного опору (I _о, А) і струм газового розряду (іонізації) (I _і, А). Якщо час поділу поверхонь буде менше часу переміщення зарядів в точку А, то поверхні після поділу будуть мати залишкові електричні заряди, що і створює різницю потенціалів, а разом з нею і електростатичне поле. Таке явище називається електризацією. Електризація твердих тіл на виробництві можлива, наприклад, при русі ремінних передач, транспортерних стрічок, запилених газів у трубопроводах, пневмотранспорту сипучих матеріалів, дробленні, перемішуванні і в ін ситуаціях. Електризації схильні також рідини з низькою електропровідністю, наприклад, нафтопродукти, що рухаються по трубопроводах або перемішуються в ємностях, апаратах.

Рис. 8. Схема електризації твердих матеріалів при поділі

_о – ток, обусловленный омической проводимостью разделяемых поверхностей; I _и – ток ионизации в зазоре между разделяемыми поверхностями; А – точка начала разделения поверхностей I _о - струм, обумовлений омічний провідністю поділюваних поверхонь; I _і - струм іонізації в зазорі між розділяються поверхнями; А - точка початку поділу поверхонь

– трение). Явище виникнення електричних зарядів при взаємному терті двох діелектриків, напівпровідників або металів з ​​різними фізико-хімічними властивостями називається трібоелектрізаціей (від грец. T ribos - тертя).

У виробничих умовах електризація залежить від багатьох факторів і, насамперед, від фізико-хімічних властивостей перероблюваних (переміщуваних) матеріалів і характеру технологічного процесу.

Так, наприклад, ступінь електризації залежить від величини питомого електричного опору матеріалу (ρ, Ом · м). При ρ 1.10 ⁶ Ом · м електризація практично не відбувається. Речовини, що мають ρ 1.10 ⁸ Ом · м електризуються добре (полістирол, скло, рідкі вуглеводні, синтетичні волокна, прогумовані тканини та ін.)

На ступінь електризації впливає також відносна вологість повітря і його температура, швидкість руху рідини і матеріалу, ступінь дроблення твердого матеріалу і рідини та ін фактори.

13.6.1.2 Небезпека розрядів статичної електрики у виробничих умовах

Розряд статичної електрики відбувається тоді, коли напруженість електростатичного поля над поверхнею діелектрика або провідника досягає критичної (пробивної) величини, яка для повітря становить близько 30 кВ / см.

Безпечною вважається такий ступінь електризації поверхні речовин, при якій максимальні значення поверхневої щільності заряду не перевершують гранично допустимої величини для даного середовища. , Дж) не превышает 0,25 минимальной энергии воспламенения (зажигания) горючих смесей различных веществ с воздухом. За гранично допустиму величину поверхневої щільності заряду прийнято таке її значення, при якому максимально можлива енергія розряду (W, Дж) не перевищує 0,25 мінімальної енергії запалення (запалення) горючих сумішей різних речовин з повітрям.

Енергія розряду при цьому визначається за формулою:

= 0,5 CU ² = 0,5 QU (23) W = 0,5 CU ² = 0,5 QU (23)

– энергия разряда (искры), Дж; де W - енергія розряду (іскри), Дж;

– электрическая ёмкость разрядной цепи, Ф; C - електрична ємність розрядної ланцюга, Ф;

– разность потенциалов между электродами, В; U - різниця потенціалів між електродами, В;

– величина заряда, Кл. Q - величина заряду, Кл.

, мДж): водород – 0,019; ацетилен – 0,19; метан – 0,28; монооксид углерода – 8,0; уголь (пыль) – 40; алюминий (порошок) – 50. Мінімальна енергія запалювання деяких речовин в суміші з повітрям складає (W, мДж): водень - 0,019; ацетилен - 0,19; метан - 0,28; монооксид вуглецю - 8,0; вугілля (пил) - 40; алюміній (порошок) - 50.

, В) относительно земли при электризации диэлектриков может достигать: при выпуске из баллона ацетилена, увлажнённого ацетоном – 900; при выпуске Різниця потенціалів (U, В) відносно землі при електризації діелектриків може досягати: при випуску з балона ацетилену, зволоженого ацетоном - 900; при випуску з балона - 8000 (по гумовому шлангу - 10000); при завихрення вугільного пилу - 10000; при русі гумової стрічки транспортера - 45000; при русі шкіряного приводного ременя - 80000.

Заряди статичної електрики можуть накопичуватися і на людях. Електризація тіла людини відбувається при носінні одягу з синтетичних тканин, роботі з наелектризованими предметами і в інших випадках. Накопичення зарядів на тілі людини можливо і тоді, коли він ізольований від землі і заземлених предметів діелектричними взуттям, статями, рукавичками.

Кількість накопичилися на людях зарядів статичної електрики може бути достатнім для іскрового розряду при контакті з заземленим предметом, наприклад, із залізобетонною колоною будівлі. _ч, мДж) определяется формулой: При цьому енергія розряду (W _ч, мДж) визначається формулою:

(24)

де Н - зростання людини, см;

– коэффициент, характеризующий материал покрытия пола. k - коефіцієнт, що характеризує матеріал покриття підлоги.

_ч составляет около ~ 50 мДж, что достаточно для зажигания газовоздушных смесей, а также некоторых аэрозолей. У виробничих умовах W _год складає близько ~ 50 мДж, що достатньо для запалювання газоповітряних сумішей, а також деяких аерозолів.

13.6.1.3 Основні способи та засоби захисту від розрядів статичної електрики

Головними напрямками в попередженні прояву небезпечних і шкідливих факторів статичної електрики є попередження виникнення та накопичення зарядів, а також створення умов їхнього розсіювання.

До основних інженерних заходів захисту від СЕ відносяться:

заземлення устаткування і комунікацій, виконаних з електропровідних матеріалів;

зменшення електричного опору перероблюваних речовин;

зниження інтенсивності виникнення зарядів СЕ;

нейтралізація зарядів СЕ;

відвід зарядів СЕ, що накопичуються на людях.

Заземлення обладнання і комунікацій:

Заземлення - найбільш проста і часто застосовується на практиці захід захисту від статичної електрики. Кожну систему апаратів і трубопроводів, де можлива поява зарядів СЕ, слід заземлювати не менше, ніж у двох місцях. Особливу увагу при цьому приділяється дробарка, змішувачем, компресорів, насосів, фільтрів, пневмосушілкам, транспортерів, зливо-наливних пристроїв та ін обладнання, у якому швидко виникають небезпечні потенціали статичної електрики.

Гумові шланги з металевими наконечниками, призначені для наливу (зливу), наприклад, нафтопродуктів, заземлюються мідним дротом (діаметром близько 3 мм), обвитою по шлангу зовні (крок 100 мм) з припаюванням одного її кінця до металевого трубопроводу, а іншого - до наконечника шланга.

Гранично допустимий опір заземлюючого пристрою при цьому складає 100 Ом.

Неметалічне обладнання вважається електрично заземленим, якщо опір будь-якій його точки щодо заземлювального пристрою не перевищує 100 МОм.

Зменшення електричного опору перероблюваних речовин:

Якщо заземленням устаткування не вдається запобігти нагромадженню зарядів статичної електрики, то вживаються заходи щодо зменшення поверхневих і об'ємних електричних опорів оброблюваних матеріалів. Це досягається підвищенням відносної вологості, хімічною обробкою поверхні, застосуванням антистатичних речовин, нанесенням електропровідних плівок. Ефективне відведення зарядів СЕ забезпечується при відносній вологості повітря 65 ... 70%, тому що при цьому на поверхні матеріалу і устаткування утворюється електропровідних плівка води.

Для зменшення електричного опору твердих діелектриків і діелектричних рідин в них вводяться антистатичні присадки, що збільшують об'ємну провідність цих матеріалів (графіт, сажа, мілкодисперсний метал).

Якщо обладнання виконано з діелектричного матеріалу, то воно покривається проводять електричний струм речовинами і заземлюється (наприклад, металізація пластмас, забарвлення електропровідними емалями та ін.)

Зниження інтенсивності виникнення зарядів СЕ:

Досягається цей результат підбором швидкості руху речовин, винятком розбризкування рідин і дроблення твердих матеріалів, відведенням зарядів СЕ, очищенням газів і рідин від зважених домішок та ін

, МОм·м). Безпечні швидкості транспортування рідких і пилоподібних речовин залежать від їх питомого об'ємного електричного опору (ρ _v, МОм · м). < 0,1 МОм·м допустимая скорость транспортировки ≤ 10 м/с, а при с ρ _v < 1000 МОм·м – ≤ 5 м/с. Так, наприклад, для рідин з ρ _v <0,1 МОм · м допустима швидкість транспортування ≤ 10 м / с, а при с ρ _v <1000 МОм · м - ≤ 5 м / с.

При наповненні рідинами ємностей необхідно виключати їх розбризкуванню, розпорошення і бурхливий перемішування, подаючи струмінь під шар рідини вздовж найбільш довгої стінки зі швидкістю 0,5 ... 0,7 м / с. Під час наповнення або спорожнення ємкостей відбір горючих рідин з них проводити не можна, тому що можливий іскровий розряд СЕ може запалити пробу.

Нейтралізація зарядів СЕ:

Якщо вищевказаними способами мета не досягається, то для захисту від СЕ застосовується нейтралізація зарядів іонізацією повітря в місцях їх виникнення та накопичення. Іонізатори повітря в залежності від принципу дії діляться на індукційні, радіоізотопні та комбіновані.

Індукційні іонізатори працюють за принципом створення коронного (тихого) розряду в повітрі за рахунок створення електричного поля високої напруженості поблизу зарядженого статичною електрикою тіла. Утворені при цьому іони нейтралізують накопичені заряди. Індукційні іонізатори прості і дешеві і тому найбільш поширені на практиці.

Радіоізотопні нейтралізатори представляють собою радіоактивні речовини - джерела іонізуючих випромінювань (α, β, γ), причому, доцільно використовувати α і β промені, що володіють найбільшою іонізуючої здатністю. (Плутоний); ¹⁴⁷ Pm (Прометий); ³ Н (Тритий). На практиці застосовуються такі радіоактивні речовини, як: ²³⁹ Pu (Плутоній); ¹⁴⁷ Pm (Прометій); ³ Н (Тритій). Радіоізотопні нейтралізатори самі по собі небезпечні для людини через наявність іонізуючого випромінювання, тому знаходять обмежене застосування.

При сильній електризації устаткування застосовуються комбіновані іонізатори - поєднання радіоізотопних і індукційних іонізаторів.

Відведення зарядів СЕ, що накопичуються на людях:

Основними способами відводу зарядів СЕ є:

пристрій електропровідних підлог або заземлених зон, помостів і робочих майданчиків;

заземлення ручок дверей, поручнів сходів, рукояток приладів, машин та апаратів;

забезпечення персоналу струмопровідної взуттям та антистатичною спецодягом. Крім того, на підприємствах, де можлива поява СЕ, доцільно не носити одяг з синтетичних матеріалів (нейлону, перлону, тощо) і шовку, а також кілець і браслетів, на яких акумулюються заряди СЕ.

Покриття підлоги та взуття вважаються електропровідними, якщо питомий опір між електродом, встановленим на підлозі (всередині взуття) і землею не перевищує 100 кОм · м (бетон, цегла, метласька плитка та ін матеріали).

До непровідним покриттям відносяться: асфальт; настил зі звичайної гуми; лінолеум.

13.6.2 Захист від атмосферної електрики

13.6.2.1 Виникнення зарядів статичної електрики в атмосфері

Електричні заряди, що формують грозові розряди виникають в хмарному повітрі атмосфери. Електрика безхмарним атмосфери (атмосфери «хорошою» погоди) є фоном для електричних процесів у хмарах.

Електричне поле «хорошою» погоди направлено зверху вниз, тобто земля заряджена негативно, а атмосфера - позитивно. Це напрямок поля вважається нормальним, а вертикальний градієнт електричного потенціалу (далі - потенціалу) - позитивним. У поверхні землі градієнт потенціалу складає в середньому ~ 130 В / м.

Електрика «хорошою» погоди обумовлено наявністю в атмосфері так званих легких аероінов, які з'являються за рахунок іонізації повітря при розпаді радіоактивних речовин як в землі (грунті), так і в атмосфері. Крім того, іонізація повітря відбувається під дією космічних променів, проте в тропосфері цей процес малоінтенсівен.

За рахунок наявності градієнта потенціалу в атмосфері «хорошою» погоди в повітрі протікають струми дифузії, конвекції та провідності, величина яких у сукупності становить ~ 3 ∙ 10 ^-12 А / м ^2.

З появою в атмосфері різного роду аерозолів напруженість електричного поля (градієнт потенціалу) дещо зростає, проте істотно величина електричних струмів при цьому не збільшується.

З розвитком в тропосфері потужних конвективних потоків повітря в літній час з'являються купчасті хмари різних типів, які представляють собою аерозольні системи. Швидкість конвективних потоків при цьому може досягати 50 м / с. Поряд з конвективними в таких хмарах розвиваються і потужні турбулентні потоки повітря. Потужність купчастих хмар по висоті досягає 5 ... 7 км, а діаметр їх - 10-ти км і більше. Частина купчасті хмари розташовується над нульовою ізотермою атмосфери, що сприяє утворенню твердофазної води (сніжинки, крупа, градини). Купчасті хмари при цьому трансформується в купчасто-дощове, у якому аерозольні частинки води на висоті нижче нульової ізотерми укрупнені до діаметра ~ 1 мм за рахунок злиття більш дрібних - діаметром ~ 50 мкм.

У купчасто-дощової хмарі за рахунок потужних повітряних потоків йде сильна трібоелектрізація часток, що складають дисперсну фазу хмарного аерозолю. При цьому можуть створюватися флуктуації як позитивних, так і негативних зарядів, що мають у поперечнику кілометрові розміри. Напруженість електричного поля між сусідніми флуктуаціями і землею при різнойменних зарядах досягає 9 · ¹⁰ Травня В / м і більше, що сприяє виникненню газового електричного розряду - блискавки.

– течь, проноситься), который с большей скоростью (до 10 ⁶ м/с) начинает движение в воздухе к заряду противоположного знака. Розвиток розряду, наприклад, із хмари, на землю починається з освіти стримера (від англ. Stream - текти, проноситися), який з більшою швидкістю (до 10 ⁶ м / с) починає рух у повітрі до заряду протилежного знаку. Стример ще не блискавка, а лише її лідер, що забезпечує за рахунок фотоіонізації повітря звивистий і розгалужених токопроводний канал в атмосфері. Через лідера розвивається з поверхні землі головний поворотний удар блискавки, який і переносить основний електричний заряд купчасто-дощової хмари.

Швидкість поширення головного удару досягає 10 ⁸ м / с, а сила електричного струму становить при цьому ~ 2 ∙ 10 ⁵ А. Через соті частки секунди описаний процес повторюється багато разів. У середньому блискавка складається з трьох головних ударів (розрядів).

Після описаних процесів починається відновлення колишнього значення напруженості електричного поля, яке відбувається ~ 7 с і ситуація повторюється. Закінчуються грозові розряди тоді, коли знижується потужність конвективних потоків повітря за рахунок охолодження поверхні землі опадами, або коли витрачається накопичений заряд атмосферної електрики.

13.6.2.2 Небезпека розрядів атмосферної електрики

При грозовій розряді протягом короткого проміжку часу (~ 100 мкс) при величині електричного струму блискавки ~ 2 ∙ 10 ⁵ А в розрядному каналі розвивається температура до 30000 ° С. За рахунок цього швидко розширюється нагріте повітря і виникає вибухова хвиля (грім), здатна виробляти локальні руйнування об'єктів при прямих ударах у них блискавки.

Висока температура блискавки є потужним імпульсом займання всіх горючих речовин, що призводить до вибухів і пожеж на виробництві, а також у побуті і в природних умовах (наприклад, масштабні лісові пожежі).

Прямі удари блискавки (ПУМ) можуть викликати людські жертви. Небезпечними чинниками також є вторинні прояви блискавки у вигляді електростатичної і електромагнітної індукції.

Електростатична індукція проявляється тим, що на ізольованих від землі металевих предметах наводяться небезпечні електричні потенціали, в результаті чого можливе іскріння між окремими провідними елементами конструкцій та обладнання, що може викликати вибухи і пожежі.

У результаті електромагнітної індукції, зумовленої швидкою зміною сили струму блискавки, в металевих незамкнутих контурах наводиться ЕРС, що призводить до небезпеки розрядів між ними в місцях зближення цих контурів.

Під час ударів блискавки в різні об'єкти, що знаходяться далеко від виробничих будівель та споруд, можливе проникнення (занесення) електричних потенціалів у них за зовнішніми металевим спорудам та комунікаціям - естакадах, монорейки і канатів підвісних доріг, трубопроводів, оболонок електричних кабелів і ін

Крім зазначених небезпек грозові розряди знижують безпеку польотів авіації, викликають порушення роботи ліній електропередачі і зв'язку, генерують інтенсивні радіоперешкоди та ін

13.6.2.2 Захист виробничих будівель і споруд від блискавки (млніезащіта)

Блискавкозахистом називається комплекс захисних пристроїв, призначених для забезпечення безпеки людей, збереження матеріалів, обладнання, споруд і будівель від можливих загорянь і руйнувань, викликаних впливом блискавки.

При розробці засобів блискавкозахисту всі захищені об'єкти поділяються на дві групи:

звичайні об'єкти (житлові та адміністративні будівлі і споруди, заввишки не> 60 м, призначені для промислового і сільськогосподарського виробництва, і торгівлі);

спеціальні об'єкти, що представляють небезпеку для безпосереднього оточення, а також для соціальної і фізичної навколишнього середовища, в яких при ударі блискавки можуть відбутися шкідливі біологічні, хімічні і радіоактивні викиди. До спеціальних об'єктів відносяться також будівлі висотою> 60 м, ігрові майданчики, об'єкти, що будуються.

За рівнем захисту від ПУМ звичайні об'єкти поділяються на чотири класи:

– надёжность защиты 0,98; I - надійність захисту 0,98;

– надёжность защиты 0,95; II - надійність захисту 0,95;

– надёжность защиты 0,90; III - надійність захисту 0,90;

– надёжность защиты 0,80; IV - надійність захисту 0,80;

Надійність блискавкозахисту визначається за формулою:

= 1 – Р, (25) N = 1 - Р, (25)

де Р - гранично допустима вірогідність удару блискавки в об'єкт, що захищається блискавковідводами - встановлюється в залежності від значущості об'єкта і тяжкості можливих наслідків.

Для спеціальних об'єктів надійність захисту від ПУМ встановлюється в межах від 0,9 до 0,999 залежно від значущості об'єкта і тяжкості можливих наслідків при прямих ударах блискавки.

Захист від прямих ударів блискавки:

Комплекс засобів від прямих ударів блискавки включає в себе пристрої захисту від ПУМ (зовнішня блискавкозахист) та пристрої захисту від вторинних впливів блискавки (внутрішня блискавкозахист).

Зовнішня блискавкозахисна система (МЗС) може бути ізольований від захищається споруди (окремо стоять стрижневі або тросові громовідводи, а також сусідні споруди, що виконують функції природних блискавковідводів), а також встановленої безпосередньо на ньому і навіть бути його частиною.

Внутрішня МЗС призначена для обмеження електромагнітних впливів струму блискавки і запобігання іскріння всередині об'єкта. Струми блискавки, що потрапляють в блискавкоприймачі, відводяться в заземлювач через систему струмопроводів (спусків) і розтікаються в землі.

Зовнішня МЗС складається з блискавкоприймачів, струмовідводів і заземлювачів. Як штучні блискавкоприймачів можуть використовуватися стрижні, натягнуті дроти (троси), металеві сітки. Як природні блискавкоприймачів можуть бути використані наступні конструктивні елементи будинків і споруд: металева покрівля; металеві конструкції даху (ферма і ін); металеві елементи прикрас; водостічні труби і т.п. за умови, що товщина їх стінки не <4 мм.

Струмовідводи для зниження імовірності небезпечного іскріння розташовуються так, щоб між точкою поразки і землею струм розтікається по декількох шляхах, які повинні мати мінімальну довжину. Наступні конструктивні елементи будівель можуть вважатися природними струмовідводами: металеві конструкції; металевий каркас будівлі; з'єднана між собою сталева арматурна сітка та інші елементи, за умови, що з'єднання між різними елементами їх надійні і довговічні.

Заземлители у всіх випадках, за винятком окремо стоїть блискавковідводу, поєднуються з заземлювачами електроустановок та засобів зв'язку. В якості заземлювачів використовуються вертикальні електроди, електроди, укладені на дні котловану, заземлені металеві сітки. При використанні в якості природних заземлювачів арматури конструкцій з напруженого залізобетону необхідно пам'ятати, що струм може послабити її (за рахунок нагріву) і викликати тим самим руйнування конструкції. Опір заземлювача при цьому має бути не більше 100 Ом.

Захист від вторинних дій блискавки електричних і електронних систем: При розробці способів захисту в цьому випадку визначаються захисні зони навколо об'єкту, що захищається (рис. 9).

Рис. 9. Зони захисту від вторинних впливів блискавки.

Зони характеризуються істотною зміною електромагнітних параметрів на їх межах. У загальному випадку, чим вище номер зони, тим менше значення параметрів електромагнітних полів, струмів і напруг у її просторі.

Зона 0 - простір, де кожен об'єкт схильний прямого удару блискавки з протіканням повного струму блискавки. Тут електромагнітне поле має максимальне значення.

Зона 1 - простір, де об'єкти не схильні ПУМ, і струм у всіх провідних елементах всередині будинку менше, ніж у зоні 0; в цій зоні електромагнітне поле може бути ослаблена екрануванням.

Інші зони встановлюються, якщо потрібне подальше зменшення струму, напруги та електромагнітного поля.

На межах зон здійснюється екранування і з'єднання всіх перетинають кордон зон металевих елементів і комунікацій між собою.

Захисне екранування є основним способом зменшення електромагнітних перешкод роботі радіоелектронних та ін подібних пристроїв. Як екран широко використовуються металеві конструкції будівельних споруд (сталева арматура стін, підлог, деталі даху, грат і т.п.). Усі названі елементи об'єкта захисту електрично об'єднуються і з'єднуються з МЗС.

З'єднання металевих елементів необхідні для зменшення різниці потенціалів між ними всередині об'єкта, що захищається. Здійснюються з'єднання за допомогою спеціальних провідників і затискачів.

З'єднання на кордоні зон проводяться через кожні 5 м. Мінімальний переріз мідних або сталевих оцинкованих провідників, використовуваних для з'єднань - 50 мм ^2.